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Expandeur axial pour segments de pistons pour moteurs, compresseurs, pompes et machines analogues. . la présente invention se rapporte à un expundeux axial ou entretoise axiale utilisable en combinaison avec un ou plusieurs éléments plats minces pour former un segment de piston destiné à des moteurs, à des compresseurs à des pompes ou à des machines analogues*
Il est connu de constituer des segments de pistons au moyen d'éléments plats minces combinés voit à des entretoises en fonte comportant des évidements ou encoches pour le passage de l'huile raclée, soit à un expandeur axial formé d'un anneau ondulé (par exemple .
en acier) ayant des commets arrondis ou plats
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Les éléments plats et minces ne reposent alors; que sur les sommets de l'expandeur axial ou entretoise, à la manière d'une poutre à section rectangulaire de faible épaisseur reposant librement à plat au$ deux pointe d'appui. Par suite du frottement de l'élément ou des éléments plats contre les parois du cylindre et aussi du fait de l'inertie due à la vitesse du piston, les parties des éléments plats qui se trouvent entre les sommets d'appui fléchissant, vibrent et usent assez rapidement par attrition les parois du cylindre en laissant alors passer l'huile raclée le long de ces parois.
Ce résultat peut être expliqué par le fait que la distance entre les sommets d'appui précités représente généralement de quatre à six fois la largeur radiale des éléments plats, de sorte que le porte-à-faux do ces éléments est considérable, à la montée comme à la descente du piéton.
L'un des buts de l'invention est de remédier ' à cet inconvénient.
L'invention est matérialisée dans un expandeur axial ou entretoise axiale perfectionné pour segments de pistons pour moteurs, compresseurs, pompes et machines analogues, destiné à coopérer avec au moins un élément plat et mince et présentant, dans le plan d'appui de cet élément plat, des zones de portée séparées par des intervalles, le rapport entre la longueur d'arc correspondant à ces zones de portée et la longueur d'arc des intervalles étant nettement supérieur à l'unité.
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Suivant un mode de réalisation préférentiels l'expandeux axial ou entretoise axiale perfectionné eet constitué par un fil ou une lame avantageusement en acier, recourbé ou replié de façon à présenter en élévation un profil ondulé ménageant, dans au moine un plan latéral perpendiculaire à l'axe de cet expan- deur ou entretoise annulaire, des zones de portée planes on sensiblement planes,assurant une assise étendue de l'élément plat et mince conjugué, ces zones étant séparées par des intervalles ayant des dimensions nettement inférieures aux dimensions desdite zones de portée et pouvant, si désiré, être réduites à une valeur presque nulle ou nulle.
Cet éxpandeur axial ou entretoise axiale perfectionné présente avantageusement deux plans laté- raux d'appui comme mentionné ci-avant pour lui per- mettre de coopérer avec deux éléments plats et minces*
Du fait des faibles intervalles ménagés entre les zones de portde étendues, le porte-à-faux défa- vorable qui était à l'origine des vibrations dos parties non supportées des éléments plats est ici supprimé, et les éléments plats sont maintenue parfaitement appliqués contre les flancs de la ' gorge du piston, de sorte qu'ils sont insensibles . à l'inertie produite par la vitesse linéaire de ce piston.
L'invention englobe également un segment de piston, agissant comme segment d'étanohéité ou comme segment racleur, comportant un expandeur axial ou entretoise axiale du type spécifié ci-avant.
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Suivant une réalisation paraissant avantageuse, cet expandeur axial ou entretoise axiale est conjugua à deux élément* plats minces et à un expandeur radial prenant appui sur le fond de la gorge du piston. des étranglements,boutonnières, orifices, etc.. étant prévue pour le passage de l'huile raolde en direction du fond de la gorge du piston.
L'expandeur axial ou entretoise axiale peut avoir une largeur légèrement intérieure ou égale à celle des éléments plats. Cuex-ci peuvent avoir des 'bords arrondie ou droits, ou bien ils peuvent présenter une ou plusieurs stries facilitant l'entraînoment de l'huile de graissage pendant la période de rodage et activant la portée du segment.
L'ensemble ainsi obtenu compense en hauteur les différences d'usinage de la gorge* Il ne bat pas dans celle-ci puisqu'il y est comprima et il forme un segment parfait, assurant une bonne étanchéité aux gaz et à l'huile entre le piéton et le cylindre, : avec une usure insignifiante.
Suivant une variante, cet expandeur axial , 't, ou entretoise axiale est forme de plusieurs parties usinées séparément, rapportées et assemblées sur un anneau ou élément de support équivalent, ou bien assemblées entre deux anneaux ou éléments de support équivalents.
Cette production en plusieurs parties simplifie la fabrication, compte tenu en particulier du fait que ces expandeurs ou entretoises axiaux se fabriquent en grandes séries.
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Les parties séparées, formant 1' expanseur ou entretoise axial, peuvent comporter un ou plusieurs trous ronde ou carrés ou des boutonnière*, pour pex- mettre auxdites parties séparées d'être enfilée sur un ou plusieurs anneaux de préférence coupée comportant ou non des éléments d'accrochage au droit de la solution de continuité, l'ensemble faisant ressort pour maintenir les parties séparées à l'intérieur de la gorge du piston.
L'élément ou les éléments de support peuvent ., être constitués par des anneaux plats, les organes ser- vant à la réunion des différentes parties de l'expanseur ou entretoise constituant des éléments d'assemblage qui font ressort ou non, dans le sens vertical, à l'intérieur de la gorge.
Les éléments d'assemblage peuvent être ou non en contact avec les parois du cylindre et l'ensemble peut être conjugué ou non, dans la gorge, à un ou plusieurs éléments plats ou d'autre forme, frottant ou non contre les parois du cylindre.
Pour l'assemblage, les parties de l'expandeur ou entretoise et (ou) les éléments de support, par exemple les anneaux plats, peuvent être munis de trous, boutonnières, talons, crochets, encoches ou , tous autres moyens de réunion ou d'assemblage désires* .Au moment de l'inversion du mouvement d'un ,' piston, l'expandeur axial ou l'entretoise axiale peut subir un léger affaissement, pouvant atteindre par exemple quelques centièmes de millimétrée, soit parce que la pression axiale est insuffisante, soit parce que
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la pression radiale est trop forte.
Une telle défor- nation serait capable de permettre un échappement d'huile à partir de la gorge, pour remédier à cet inconvénient, et suivant une autre particularité de l'invention, l'expandeur axial ou l'ontretoise axiale présente des parties formant butées, avec lesquelles d'autres parties viennent coopérer pour éviter cet affaissement ou le limiter.
Suivant un mode de réalisation possible, lea parties recourbées ou repliées du fil ou de la lame constituant cet expanseur axial ou entretoise axiale forment des bouclée destinées à venir en contact avec la face interne des zones de portée de 1' expanseur axial ou entretoise axiale afin de limiter son affaissement.
Suivant une variante, l'expandeur axial ou entretoise axiale comporte des éléments de butée constitués par des ergote ou talons destines à venir en contact avec les parties repliées de cet expandeur axial ou avec l'élément annulaire plat et mince diposé sur celui-ci afin de limiter l'affaissement.
La description qui va suivre faite en regard des dessina annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif permettra de mieux comprendre l'invention.
Dans ces dessins la fig. 1 est une vue fragmentaire en parspec- tive de l'expanseur ou entretoise axial conforme à l'invention. la fig.2 est une vue en élévation représentant
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une variante de réalisation de cet expandeur ou entretoise axial.
Les fige 3 et 4 représentent doux autres variantes de réalisation.
La fig. 5 est une vue en perspective d'un segment de piston équipé d'un expandeur axial conforme à l'invention.
La fig. 6 est une vue en coupe, dessinée à plus grande échelle par la ligne VI-VI en fig. 5. la fig. 7 représente, vue en élévation, l'une des parties de l'expandeur axial ou entretoise axiale usinées séparément.
La fig. 8 représente, vues en élévation, deux de ces parties juxtaposées.
La fige 9 est une vue fragmentaire en élévation, représentant un expandeur axial qu entretoise axiale réalisé aveo ces parties usinées séparément.
La fig. 10 est une vue fragmentaire en plan de l'un des éléments de support pourvu de moyens permettant l'assemblage des différentes parties de l'expandeur ou entretoise axial.
La fig. 11 est une vue en coupe par la ligne V-V en fig. 10.
La fig. 12 représente en plan une variante de réalisation.
La fige 13 est une vue analogue à la fige 9, représentant une variante de réalisation d'assemblage d'un expandeur axial.
Les fig. 14, 15 et 16 sont des vues fragmen- taires en plan représentant l'une des parties de
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l'expandeur ou entretoise axial montrant d'autres moyens permettant l'assemblage des différentes parties de cet expandeur ou entretoise axiale.
Les fige 17 à 22 représentent,vues en plan et en coupe, d'autres variantes de réalisation de moyens permettant l'assemblage des différentes parties de l'expandeur axial
La fige 23 représente en élévation un expanseur axial ou entretoise axiale réalisé selon une variante.
La fige 24 représente un autre mode de réa- lisation encore.
Les fige 25 et 26 montrent en élévation et en plan. ne autre variante.
La fig. 27 représente en coupe l'expandeur , axial perfectionné logé dans la gorge d'un piston.
La fig. 28 représente en coupe une variante de réalisation d'un élément annulaire conjugué à l'expandeur axial.
Si l'on se reporte à la fig. 1 qui représente vue en perspective un fragment de l'expandeur ou entretoise axial 1 conforme à l'invention, on voit que celui-ci est constitué par une lame 2 avantageu- sèment en acier, repliée en 3 de façon àprésenter en élévation un profil ondulé ménageant, dans au moins un plan latéral perpendiculaire à l'axe de l'expandeur annulaire des zomes de portée planes ou sensiblement planes 4, des zones étant séparées par des intervalles 2 de dimensions nettement infé- rieures aux dimensions des zones de portée 4, ces intervalles pouvant être, si désiré, réduits à une valeur presque nulle.
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Dans la fig. 2 est représenté un autre mode de réalisation de l'expandeur ou entretoise axial 1 dont les zones de portée .4 au lieu d'être planes ou sensiblement pianos, comme dans l'exemple précédant, présentent un profil courbe conférant à ces zones de portée ±, qui sont également séparées par des intervalles analogues 5, une plus grande souplesse '
Dans la fig. 3 est représenté un autre mode de réalisation suivant lequel l'expandeur ou entre- toise axial 1 est constitué par un fil d'acier mince 2a présentant en élévation le même profil ondulé ménageant des zones de portée ± séparées par des intervalles 5.
Dans la fige 4 est représenté un autre mode de réalisation de l'expandeur ou entretoise axial 1 constitué ici par une lame 2 et présentant des portées 4a et des intervalles 5a dont les dimensions sont notablement réduites par rapport à ce qui est le cas dans les exemples précédents, tandis que celles des portées 4b es des intervalles 5b sont notablement augmentées*
Ce profil particulier est avantageux dans le cas où l'expandeur ou entretoise axial est destine à être utilisé dans des pistons ayant dans le fond de la gorge uhe large fente ou dans les gorges de racleur de bas de jupe, cet expandeur pouvant être monté seul dans la gorge du piston.
Dans ce cas, l'intervalle 5a est alors réduit à une valeur nulle, c'est-à-dire que les parties 4b forment une ligne continue, les intervalles 5b permettantun très grand passage d'huile dans la gorge, cependant que les portées 4a
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forment ressort dans la gorge et refoulent l<huile ##'#)\f. vers le bas de la jupe* En fait, l'expandour peut . . t,:=.J, être utilisé soit seul, soit avec un ou plusieurs , ,.',!';:';
', éléments plats. -# *',<%* '.-#'' ['#'
On a représenté sur les fige 3 et 6, un segment de piston agissant comme segment .fadeur ou d'étanchéité et constitué par un expandeur axial du type représenté sur la fige 1, mais conjugué à deux éléments annulaires plats et minces 6, les zones
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de portée 1 de cet expandeur axial 1 constituant 1. bzz deux plans latéraux d'appui coopérant avec les deux éléments plats 6. - ;
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L'expandeur axial 1 peut avoir une largeur ytf .,,. radiale légèrement inférieure ou égale & celle des ; n 'Y .. H .' éléments plats et minces 6.
Dans cet exemple, l'expandeur axial 1 est conjugué également à un expandeur radial prenant
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appui sur le fond 8 de la gorge 9 du piston 10 i"., t4, (voir la fig. 6) et présentant des étranglements 7q' :','"! W pour le passage de l'huile raclée en direction de , 't',.;,G la gorge ± du piston 10.
On voit que l'expandeur ou entretoise axial qui vient d'être décrit et qui est représenté aux
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dessine annexés permet de compenser en hauteur les ;,F3,^;S-,,', différences d'usinage de la gorge du piston. Il est possible, en effet, de conjuguer à l'expandeur axial plusieurs éléments annulaires plats et minoes 6 pour assurer la compensation recherchée. Il nebat pas dans la gorge du piston puisqu'il y est
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comprimé, et il forme un .segment parfait, assurant , : . .>;.. une bonne étanchéité aux gaz et à l'huilo entre le #;*.",..-,>; piston et le cylindre moyennant une usure insignifiante.
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L'expandeur axial ou entretoise axiale visible sur les fig. 8 à 22 est formé de plusieurs parties 21 usinées séparément et destinées à être rapportées et assemblées en se juxtaposant (comme représenté sur la fig. 8) sur un anneau ou élément de support équivalent, ou bien assemblées entre deux anneaux ou éléments de support équivalente.
On peut constituer, en utilisant plusieurs parties 21 usinées séparément et repliées en 3, un expandeur axial ou entretoise axiale (comme représenté eur la fig. 9) présentant ici encore des zones de portée planes ou sensiblement planes ± séparées par des intervalles 5, et dans lequel les parties 21 sont convenablement agencées de manière à pouvoir être assemblées soit sur un anneau de support plat et mince 6a, soit entre deux anneaux 6a et 6b, cet assemblage étant réalisé grâce à des crochets 22 (Fig* 10 et 11) découpés dans la partie médiane de l'anneau 6a, par exemple, puis cambrés afin de pouvoir retenir les parties 21 au moment de l'assemblage. Pour faciliter la rétention,
des encoches 30 peuvent être ménagées dans les extrémités des parties 21 (comme montré sur la fig. 14) ces encoches venant alors s'engager sur les crochets 22.
Cette réunion des parties 21 avec l'anneau ou les anneaux de support 6a, 6b fournit ainsi un ensemble facilitant la mise en place dans la gorge du piston ou le démontage*
La fig. 12 représente une variante de
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réalisation des moyens permettant l'assemblage des parties 21 avec les anneaux de support 6a et 6b, dans laquelle les crocheta sont découpes sur le pourtour interne de l'anneau de support @ puis . également cambrés comme dans l'exemple précédent, la fig. 13 représente une variante de réalisation de l'expanseur axial ou entretoise axiale"' perfectionné dans laquelle les parties 21 juxtaposées * sont pourvues d'encoches pratiquées sur le pourtour interne de leurs zones de portée planes (voir Fig.
15) ou d'encoches pratiquées dans la partie médiane de ces zones de portée planes 4 (voir fig. 16). Les encoches 23 et 24 sont destinées à maintenir les parties 21 sur le ou les anneaux de support 6a, 6b, à l'aide des crocheta 23 portés par l'anneau de support 6a ou 6b (voir fig. 13).
On a représenté sur les fig. 17 à 22 différentes variantes de réalisation des moyens employés pour effectuer l'assemblage des partie. d'un expandeur ou entretoise axial. tel que celui représenté sur les fig. 9 et 13 avec les anneaux de support 6a et 6b.
On peut prévoir des crochets 26 découpés sur le pourtour interne ou externe de l'un des anneaux de support 6a, 6b et convenablement repliés (voir Fig. 17 et 18) destinés à coopérer avec les encoches 23 (Fig. 15), ou des crochets 27 découpés dans la partie médiane de l'un des anneaux de support 6a, 6b, également convenablement rabattus (voir fig. 19 et 20) et destinés à coopérer avec les encoches 24 (Fig. 16)'
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ou encore des crochets formes par les deux cotes ; rabattus 28 d'encoches 29 pratiquées dans la partie ; médiane de l'un des anneaux de support 6a, 6b.
Il est également possible de combiner les divers modes de fixation, par exemple d'utiliser des parties 21 . accrochées sur le support 6a par les encoches 30 (Fig. 14) et les crochets 22 (Fig. 10 et 12) et de fixer en outre cesparties 21 au moyen des encoches 24 (Fig. 16) ou des crochets 28 (Fig. 21 et.
22) sur le support 6b, ou de réaliser toute autre combinaison désirable- .
Les anneaux de support 6a et 6b peuvent être' de section et de forme diverses, plate, concave, convexe ou de toutes formes appropriées, pourvu qu'ils concourent à maintenir les parties 21 à une distance convenable l'une de l'autre, afin d'éviter qu'elles ne puissent se déplacer dans la gorge du piston.
Les anneaux de support 6a et 6b peuvent Otre ou non en contact avec les parois du cylindre et comporter ou non un mode dr agrafage pour maintenir les parties 21. les parties 21 usinées séparément peuvent être confectionnées en acier, fonte, cuivre, laiton, matière élastique ou toute matière convenable et être utilisées pour réaliser des expandeurs axiaux ou entretoises axiales destinéa.àêtre eâsociés à tous pistons quelle qu'en soit la destination...
L'expandeur axial 1 ou entretoise axiale représenté sur la fig. 23 est constitué ici encore,
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par une lame 2 repliée en 3 de maniée àv-<jjénager5:;%;;;, des zones de portée planes les parties replié9e'(%' '
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3 formant des boucles 31-32 pénageant avec les,
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faces internes des zones de portée planes 4 ' - r.' '.-k un faible espace 33-34 limitant, lorsque les bouclée 31 ou 32 viennent en contact avec ces faces internes des # ,.?. zones de portée if l'affaissement de l'expandeu* '"''frfï*, axial au moment du changement de sens du piston.>...
Dans l'exemple représenté sur la fige 23f lee';;1 boucles 31 sont constamment en contact, tandis que V' ''.*' *0ksi ,;,$ .: les boucles 32 ménagent entre elles un intervalle 5* :*>t-v La tige 24 représente une variante de réa" "... '"&" lisatinn dans laquelle les boucles 31 ménagent ..'"{.:';- entre elles un intervalle 5 analogue celui ménage rj|:. f entre les boucles 32. " .VtS'.' On a représenté sur les fil. 25 et 26 unes,,,- autre variante de réalisation selon laquelle l'explind8\tJ:- , axial ou entretoise axiale comporte des ergots ou '. - :: \ talons 35 destinés 5. venir en contact, par leurs " Tli:
extrémités 35as avec les parties repliées 3, 8:t:1.n ;s, ';:< de limiter l'affaissement de l'expandeur dans la ',. gorge du piston.. ".y #>>-A.i Dans l'exemple de réalisation X'.p:h'en1iê out les tig. 25 et 26, les ergots ou talons 35 sont. f\[- V>' découpes dans la partie médiane de l'expandeur axlâlf;:|ft puis repliée à angle droit* '#" .v$$' Suivant une variante, les ergota ou talons 95 pourraient être découpés dans l'expandeur axial de ' manière à pouvoir s'insérer dans les intervallea 5# 'i1' afin de venir en contact, pour limiter l'atta11.emen1â:;";
1)'
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de l'expanseur axial, avec an élément annulaire plat et mince disposé sur celui-ci. la fig.
27 montre en coupe un mode d'assemblage de l'expandeur axial perfectionné roonjugué à un expandeur radial 7 pourvu d'étranglement 7a prenant appui sur le fond 8 de la gorge 9 d'un piston 10, dans le cas où le flanc inférieur 9a de la gorge 9 comporte un chanfrein 9b ou lorsque le piston 10 comporte des troue d'évacuation d'huile 10a à cheval sur le flanc 9a.
L'expandeur axial ou entretoise axiale 1 en contact ou non avec les parois du cylindre est placé soit directement sur le flanc 9a de la gorge 9, soit sur un élément annulaire plat et mince, Dans le cas présent, des éléments annulaires plats et minces 6 en nombre approprié sont places au-dessus de l'expandeur axial 1 et poussée par l'expandeur radial 7 contre les parois du cylindre* Les éléments annulaires plats et minces 6 peuvent @n@lgof une pression radiale propre et indépendante de l'expandeur radial 7.
On a représenté sur la fig. 28 un mode de réalisation d'élément annulaire destiné à être placé sur l'expandeur axial 1, cet élément annulaire, qui se présente sous une forme tronconique, pouvant affecter un profil concave ou convexe.
L'expandeur axial ou entretoise axiale peut encore comporter ou non des découpes de formes quelconques, de préférence sur sa base, pour faciliter la pénétration, dans la gorge 9 du piston 10, de l'huile raclée le long des parois du cylindre.
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Il peut aussi être constitué par une bande droite dont les deux extrémités sont reliées l'une à l'autre par tout moyen convenable poux faciliter l'in- troduotion du piston.
Il va de sci que l'on peut apporter à ces réalisations des modifications de détails dans le domaine des équivalences techniques sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention,
REVENDICATIONS
1.- Expandeur ou entretoise axial pour segmente de pintons de moteurs,, pompe* et sachines analogues' destiné à coopérer avec au moins un élément -Yj, plat et mince et présentant,
dans le plan d'appui de cet élément plat des sono* de portée séparées par des intervalles, caractérisé en ce que le rapport muse la longueur d'arc correspondant à ces sont* de portée et la longueur d'arc des intervalles est nettement supérieur à l'unité.