.Joint métallique en forme de cuir embouti pour piston, cylindre etc., procédé et outil pour le fabriquer. La présente invention se rapporte à un joint :métallique en forme de cuir embouti, pouvant être adapté à un piston, ou servir, par exemple, à assurer l'étanchéité entre un cylindre et sa culasse.
Ce joint présente, ainsi que cela est déjà connu, au moins une partie -cylindrique digitée par des déchirures. Mais, contrairement à. ce qui a. été fait jus qu'à présent, cette partie cylindrique a, une épaisseur relativement grande, assurant une grande efficacité à l'effet de chicane de ces déchirures, cette épaisseur n'étant réduite que sur une faible hauteur vers la base de la par tie cylindrique déchirée, afin d'augmenter la souplesse du joint.
Ce joint est avantageusement établi, dans le même but, de telle sorte que chaque sec teur de la partie cylindrique situé entre deux déchirures soit rattaché au reste du joint par une portion rectiligne ou à peu près recti ligne du métal. L'ensemble form,é_par toutes ces portions peut alors constituer un poly gone régulier dont chaque sommet se trouve à la base d'une déchirure. Cette disposition assure une grande élasticité -du joint et per met d'en réduire la hauteur.
Il est bon nue le joint, lorsqu'il doit former une partie d'un piston, soit plus dur aux parties qui consti tuent les surfaces de frottement et de contact, et que son bord d'attaque soit plus tendre, de façon qu'il ne puisse attaquer le cylindre à la manière d'un outil. De telles différences de dureté peuvent être obtenues par c6men- tation.
Pour obtenir un joint selon l'invention, on peut procéder de la manière suivante: On forme d'abord un joint avec une forte surépaisseur intérieure dans sa partie cylin drique devant présenter les déchirures, puis on pratique intérieurement des entailles pour faciliter et guider les déchirures, et effectue celles-ci à .l'aide d'un outil pénétrant dans la partie cylindrique en provoquant une exten sion de celle-ci et l'on alèse ensuite le joint à l'épaisseur voulue.
Les portions rectilignes reliant chaque portion cylindrique à la base du joint, dans la forme d'exécution qui est mentionnée précé- demment,. peuvent être formées par refoule ment du métal du joint; elles pourraient l'être aussi par usinage dans la, masse.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, diverses formes .d'exécution du joint selon l'invention, ainsi que des phase de la préparation de ces ,joints et un disposi tif pour l'exécution du procédé ci-dessus dé fini.
Les fig. 1 à 6 représentent diverses phases de la fabrication d'une première forme d'exé cution du joint; Les fig. 7 à 15 sont destinées à expliquer la. manière dont les parties frottantes du joint peuvent être cémentées; La fig. 16 représente l'application d'un joint selon l'invention entre un cylindre et sa culasse; Les fig. 17 et 18 représentent, en coupe verticale et en perspective un outil servant à réaliser les déchirures; Les fig. 19 et 20 sont -des vues en plan et en coupe par X-X d'un joint de piston avant que les déchirures soient effectuées;
La fig. 21 est une vue correspondant à la fis. 20 montrant la déformation du joint en vue de former des parties rectilignes de liai son entre les secteurs cylindriques et la base du joint; La fig. 22 est une coupe par Y-Y de la fis. 21; La, fig. 23 montre un mode d'obtention de la. -déformation par une série de pistons hy drauliques.
Ainsi qu'on .le voit en fis. 6, la surépais- seur se trouve sur presque toute la hauteur de la partie cylindrique du joint et une sim ple gorge d'amincissement réduit cette épais seur à la base seulement et sur une, faible hauteur. Les fentes ou déchirures de la par tie cylindrique peuvent être localisées dans la partie .épaisse; or elles sont évidemment d'au tant plus étanches qu'elles sont pratiquées dans une .épaisseur plus forte, cette épaisseur permettant aux rugosités des deux faces de chaque déchirure de mieux former chicane pour s'opposer à. l'échappement du fuide comprimé.
D'autre part, si par exemple ces déchi rures sont produites sur une épaisseur de 1 mm, il est bon, pour produire les déchi rures, de les amorcer par des saignées ou en tailles g indiquées sur différentes figures.
Dans ce but, on peut procéder comme suit: on usine tout d'abord le joint comme on le voit sur la fig. 2 avec une très foie sur- épaisseur intérieure permettant de donner aux entailles g une profondeur suffisante pour qu'elles ;jouent bien leur rôle, cette sur- épaisseur étant destinée à disparaitre com plètement ou presque complètement au cours de l'usinage subséquent, comme on le voit sur les fig. 3 et 4.
Pour faciliter l'amorce, de ces déchirures, il est avantageux soit de ménager extérieurement :sur le bord d'entrée e du joint des coups de fraise faisant en quelque sorte un commencement de saignée g du côté exté rieur f, soit plus simplement de tourner ce bord .extérieur suivant un cône f comme on le voit fig. 1, ce cône étant appelé à disparaî tre au cours de l'usinage ultérieur comme on le voit fis. 3 et 4.
La, pratique a. démontré qu'il était de plus favorable pour l'obtention de déchirures égales entre elle: que la. portée annulaire ai du ,joint soit prolongée par un talon _4 due l'on voit sur la fig. 2 et qui constitue une base rigide et indéformable lors de la déchi rure: ce talon @1 est ultérieurement enlevé comme on le voit fie,,. 3 et 4.
La déchirure peut avoir lieu de toute manière convenable, par exemple en utilisant l'outil perfectionné qui sera décrit. ci-après en regard des fig. 17 et 18.
Lorsque les déchirures ont été faite, on alèse le joint de manière à lui donner l'épais s.eur voulue, comme on le voit fi:-. 3 et 4. Sur la fig. 3, on se rend compte des fente irrégulières ou déchirures ,rg' du joint.
Lors de l'enlèvement du talon A, il est avantageux de laisser subsister une petite partie annulaire en saillie a\ pour servir .de portée au joint près du bord' intérieur.
Au lieu de réaliser des déchirures verti cales, on peut, ainsi qu'il .est représenté fis. 5 et 6, procéder à des déchirures hélicoïdales; il suffit pour cela. de donner aux saignées y les inclinaisons voulues et à l'outil .déchireur la. forme et le mouvement hélicoidaux voulus.
Si on désire obtenir un joint dont les par ties frottantes soient cémentées et trempées ainsi qu'il est représenté à plus grande échelle sur la fig. 15, où lesdites parties cémentées sont représentées par des hachures croisées, on peut procéder comme il est indiqué sur les fig. 7 à 14.
L'anneau a, dont le profil initial est celui montré fig. 7, est soumis à une cémentation qui a lieu sur ses faces in terne et externe; cette cémentation est réglée de telle sorte -qu'elle se limite à la profondeur voulue qui est indiquée en traits pointillés. L'anneau a maintenu par un mândrin exten sible B' est ensuite préparé sur toutes ses faces externes, ce qui enlève déjà certaines parties .de la cémentation (fig. 8), puis sa.
face interne subit un premier alésage qui en lève d'autres portions de la, eémentation (fig. 9), l'anneau a1 étant, pendant cette opération, rigidement maintenu sur le tour par les pièces B' B\. Puis les saignées g sont faites à la mortaiseuse dans un montage extérieur (fig. 10). L'anneau est alors soumis à la trempe dans un montage approprié (fig. 11).
Puis on produit des déchirures (fig. 12), le talon A étant rigidement maintenu pendant cette .opération par une pièce B3; on alèse ensuite l'anneau :afin d'enlever la surép:ais- seur intérieure qui était nécessaire pour la déchirure (fig. 13). On rectifie l'extérieur et l'on tronçonne le talon (fig. 14) tout en lais sant subsister une surépaisseur <B>d</B> qui doit servir de portée; on obtient ainsi le joint fig. 15.
On se rend -compte que le joint ainsi réa lisé, bien que comportant des parties cémen- tées n'est pas fragile, puisque la base D des déchirures n'est pas cémentée; il peut donc légèrement s'ouvrir par déformation élastique sous l'influence de la pression du gaz ou du fluide. De plus, son bord supérieur n'est pas cémenté et l'on n'a pas à ,craindre .qu'il atta que le cylindre à la manière d'un outil.
Il est évident que l'on pourrait effectuer les déchirures de l'anneau de toute manière convenable; l'outil représenté aux fig. 17 et 18 permet d'obtenir d'excellents résultats grâce à une répartition uniforme des efforts de déchirement sur toutes les saignées à la fois, le métal de l'anneau étant maintenu-en place sans qu'il puisse glisser et se 4éplacer tangentiellement pendant cette opération.
Cet outil est représenté en coupe verti cale fig. 17 et la, partie destinée à faire la déchirure est montrée en perspective fig. 18. Cette partie comporte deux dentures fraisées, l'une formée par les dents ou arêtes G en nombre égal à celui des saignées g, l'autre par les dents #, qui ont une conicité mioin- dre, de sorte que les dents ou arêtes # sont en retrait par rapport aux :arêtes G.
Dans e.es conditions, l'anneau a muni de ses sai gnées g étant rigidement maintenu -dans un support quelconque, par exemple du genre de celui qui est représenté fig. 17, l'outil est présenté dans l'anneau de telle manière que les arêtes G s'engagent exactement dans les saignées.
L'outil est alors enfoncé :à force dans l'anneau; en même temps que les .arêtes G produisent les déchirures du .métal, au droit des saignées, les stries Gi s'encastrent suffisamment dans le métal de l'anneau pour empêcher -ce dernier de se déplacer ou de .glis ser tangentiellement. L'anneau s'ouvre donc de quantités égales sur tout son pourtour et les déchirures sont ainsi parfaitement ré parties , Sur la fig. 16, on a représenté une appli cation du joint pour .obtenir l'étanchéité en tre un cylindre C et sa.
culasse Ct. Ce joint possède deux parties cylindriques à déchi rures, reliées par un anneau de plus forte épaisseur.
Avant que les déchirures soient faites, on peut déformer la base du joint (fig. 19 et 20), comme il est montré fig. 21 et 22, de manière à constituer -des zones droites g?, dont l'en semble forme les côtés du polygone régulier défini plus haut. Cette déformation peut être obtenue pare refoulement du métal au moyen d'une molette déplacée rectilignement et que l'on voit en traits mixtes, fig. 21, dans sa po sition de travail.
On peut également l'obtenir de toute manière convenable, par exemple, ainsi qu'il est représenté schématiquement fig. ?3 au moyen de pistons hydrauliques h répartis tout autour du joint c. entre les sai gnées g.
Ces zones droites g" constituent, pour ainsi dire, autant de charnières élastiques qui donnent aux éléments ou secteurs du joint toute la souplesse désirable.
On conçoit que des modifications pour raient être apportées aux dispositifs qui viennent d'être décrits sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.