Piston pour moteurs à explosions. L'objet de l'invention est un piston pour moteurs à explosions.
I1 comporte au moins un segment exté rieur et au moins un segment intérieur, qui sont juxtaposés concentriquement d'ans une même gorge du piston et dont le segment intérieur agit sur le segment extérieur de façon à appliquer celui-ci sur la paroi du cylindre, dans le but d'assurer une bonne étanchéité entre le piston et le cylindre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, quatre formes d'exécution de l'objet de l'invention et des variantes de dé tail de celles-ci.
Les fig. 1 et 2 sont des coupes axiales partielles d'une première forme d'exécution et montrent, deux segments à des positions différentes; Les fig. 3 et 4 sont une coupe axiale d'un segment d'une deuxième forme d'exécution et une coupe axiale partielle de cette der nière; . La fig. 5 est une coupe axiale partielle d'une troisième forme d'exécution; La fig. 6 est, une coupe axiale partielle d'une quatrième forme d'exécution; LAS fig. 7 à 10 représentent. en perspec tive, à plus grande échelle, des variantes de détail de segments.
Dans tes fig. 1 et, 2, a est un segment in térieur et, b un segment extérieur, tous deux placés clans la gorge c du piston appartenant' à un moteur à explosions à cylindres rota tifs. Les surfaces de contact des deux seg ments sont disposées suivant un cône dont la pointe se trouve sur l'axe du piston, du côté de ce dernier, se trouvant à l'opposé de l'axe autour duquel les cylindres tour rient. Les extrémités du segment extérieur sont sectionnées en chicane, tandis que celles du segment intérieur sont coupées. suivant des plans passant par l'axe du piston.
Le segment b a une hauteur légèrement plus faible que celle de la gorge c, tandis que la hauteur du se-'ment a est notablement plus petite que celle de cette gorge c; si donc l'on resserre le segment pour amener, ses ex trémités en contact et qu'on le pousse dans cette position à l'intérieur du segment b jusqu'à ce qu'il affleure la face inférieure de celui-ci, un certain intervalle existe encore entre sa. face supérieure et la face supérieure (le la gorge c 1).
On sait. que clans un moteur à cylindres rotati's, l'accélF-rat.ion à tout, moment va- riable de la vitesse des pistons et des seg ments soumet ces pièces à des forces d5iner- tie, tantôt croisantes, tantôt. décroissantes, qui orrt une- composante- centrifuge, la plus imrcrtante et- une composante tangentielle.
La cn3nposante centrifuge agissant sur les se:ments présente, aie cours d'une révolu tion t',ii moteur. son maximum au moment où la composante tan g-ent.ielle et. la poussée du piston sur le cylindre, due à l'obliquité de la bielle, passent. toutes deux par zéro et chan - nt cle sens. Le piston à cette position quitte la.
génératrice du cylindre sur laquelle il s'a-1-l@uyait. pour prendre appui sur la gé nératrice opposf_e et, tend, étant. donné le frottement. à ce moment très .rand du seg ment sur la face supérieure de la.
gorge, à entraîner une 1-artie de celui-ci dans son moue cnient. Le nié-me fait. se reproduit après une a=@aation de 1'.0 du moteur, mais d'une Tacon moins ac,--n;-uée toutefois, car la com posante centrifuge passe alors par son mi- nimurn.
D'autre part. la composante tangentielle .présente par tour du moteur deux maxima. Sa valeur pour iirie grande vitesse de rota- tien ctu moteur est, telle, qu'a-ppliquée aux segments, elle peut faire équilibre à.
l'élasti cité dc ceux-ci ou même devenir plus grande et anieiier le rc;-,Ii d'une partie importante rie. leur développement.
Dans la. forme d'exécution décrite, le man- que rl'@"tanchéit!' provenant des causes indi quées --dessus est. évité.
En effet, le seg ment intt."rieur %j. sous l'effet. de la force cen- trifur, passe rie la position de repos repré sentée i la fig. 1 à la. position de la fig. 2. ses extrémités pri>cédemment, écartées se re joignent.
et il agit dès lors à la façon d'un coin circulaire -t l'intérieur du sel-nient ex térieur b qu'il at-@pliclue fortement sur la paroi du q-liiidre; ce segment extérieur maintient clone l'étanchéité voulue entre le piston et le cvlindr e.
Le segment a ajoute à. l'élasticité propre du segment b des efforts radiaux dont la somme est égale à LIT cotangente
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I' étant la composante centrifuge variable de la force d'inertie qui affecte le segment. a.
Cornn ae le facteur cotangente
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varie rie zéro à l'infini suivant la. valeur de I, son choix est théoriquement arbitraire. l'rati- cquement des segments construits en prenant, par exemple: cotangente
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assurent. l'étanchéité du joint entre le piston et le cylindre, tout en conservant une élasti cité suffisante, à l'ensemble formé par les cieux segments.
Dans les fig. 3 et 4., al est. un sezment ini:éricur et b1 un segment= extérieur d'un piston pour moteur fixe à explosions, les cieux segments étant. disposés clans une orge c du piston et leurs surfaces de con tact étant. disposées suivant un cône riant la pointe se trouve du côté de la partie (lu pis ton opposée à l'arbre à manivelle.
Le se- ment. interne al, au lieu de se trouver dans un plan comme clans la forme d'exécution représentée par les fig. 1 et 2 est, au con traire, incurvé, ainsi que cela est représentr# aux fig. 3 et. 4 du dessin.
Dans ces conditions, lorsque le segment al est mis. en place dans 1a. gorge du piston derrière le segment extérieur b1, il subit un applatissement et- une diminution de sa flèche de courbure comme la comparaison des fig. 3 et 4 le montre clairement, de sorte qu'il possède une tension qui tend â lui faire reprendre sa forme primitive.
Il agit par suite, sauf dans les régions voisines de celles où il prend appui sur la face de la gorge c, à la Tacon d'un coin sur le sezinent extérieur b1.
Les extrémités du se-nieiit e=,térieur sont sectionnées en chicane. Dans la forme: d'exécution pour moteur fixe, représentée par la fig. 5, le segment ex térieur b2 et, 1è segment intérieur a2 présen tent chacun deux surfaces de contact incli nées et se trouvent clans une gorge c du pis- fion. Les surfaces de contact, des deux seg ments sont disposées suivant un double cône dont les pointes se trouvent sur l'axe du piston de part, et d'autre de celui-ci.
Les extrémités du segment b2 sont. sectionnées en chicane. Le segment a2 est incurvé de la même manière que le segment al de la forme d'exécution représentée par les fig. 3 et, 4, et agit sur le segment extérieur b2 en s'appuyant simultanément sur les deux faces inclinées de celui-ci.
Dans la forme d'exécution représentée par la fig. 6, il s'agit. de trois segments sé parés, disposés dans une gorge commune c du piston. Les segments b3 et b4 sont des segments extérieurs et le segment a3 est un segment intérieur incurvé, de la même forme que celui représenté par la fig. 3, mais pré sentant. deux surfaces de contact inclinées. Les deux surfaces de contact inclinées du segment a3 sont disposées, ainsi que celles des segments b3 et. b', suivant un double cône dont les pointes se trouvent sur l'axe (lu piston.
Les faces inclinées supérieure et inférieure du segment intérieur a3 prennent donc simultanément. appui, du fait de la forme incurvée dudit segment, sur les faces inclinées correspondantes des deux segments extérieurs b3 et b4, la, tension élastique du segment intérieur réalisant, par les actions combinées des faces inclinées en engage ment, l'application des segments extérieurs b3 b4 sur l'alésage du cylindre.
Les extrémités des segments extérieurs b3 et. b' sont sectionnées en chicane.
Dans les pistons connus de moteurs à explosions, les extrémités. des segments, même sectionnées en chicane, laissent sub sister une solution de continuité dans le sens de la. hauteur de la gorge où ils sont logés. Les variantes de détail que montrent. les fig. 7 à 10 indiquent comment on peut parer à cet inconvénient. Les fig. 7 et 8 représentent une manière de sectionner en chicane les extrémités des segments extérieurs spécialement pour mo teurs fixes à explosions.
Les extrémités d'un segment extérieur sont indiquées par f. Une de ces extrémités présente un tenon triangulaire g. La face i (le ce tenon forme la. continuation de la face extérieure du sel-nient f et la face j du tenon se trouve dans le même plan que la face inférieure du segment f. La troisième face du tenon, qui est inclinée, est destinée à venir glisser sur une face inclinée corres pondante d'une- entaille la pratiquée à l'autre extrémité du segment..
La face i du tenon formant, la continua tion de la face extérieure du segment, s'ap- puyera contre- la. paroi du cylindre et la face j du tenon se trouvant clans le même plan que, la face inférieure du segment.. s'appuyera sur la face inférieure de la gorgge du piston.
Pour l'application d'un segment sectionné de cette manière, à un piston d'un moteur rotatif, le tenon triangulaire devra se troriver dans la partie supérieure du seg ment, c'est, -à-dire que sa face i. formera -la continuation de la face extérieure du seg ment. et que sa face j se trouvera clans le rrnéme plan que la face supérieure du seg ment et s'appuyera contre la face supérieure clé la gorge du piston.
Les fig. 9 et 10 représentent une autre manière de sectionner en chicane les extré mités des segments extérieurs, spécialement pour-moteurs fixes à explosions. Les extré mités d'un segment extérieur sont indiquées par f1. Une de ces extrémités est pourvue d'un tenon q1 destiné à s'emboîter dans une mortaise correspondante h.1 de l'autre extré mité du segment.
La face il du tenon forme la continnation de la face extérieure du sen- ment et sa face j1 se trouve clans, le même plan que la face inférieure du segment. Les faces<I>k</I> et<I>1,</I> que laisse subsister la mortaise. hl dans l'extrémité du segment. s'appuyent, la première contre la paroi du cylindre et. la seconde contre la face inférieure de la Gorge <B>dit</B> piston.
Pour l'application d'un segment sectionné de cette manière à un piston d'un moteur rotatif, la face j1 devra se trouver dans le plan de la face supérieure du seg ment et la face l de l'autre extrémité du seg ment s'appuyera contre la face supérieure de la gorge du piston.
Ainsi que le représentent. les fig. 7 à 10; le,s extrémités des segments extérieurs sont renforcées, pour obtenir une plus grande résistance des pièces.
Les faces inclinées des extrémités des segments extérieurs qui sont sectionnées en chicane, sont disposées suivant, un ou des cônes dont la ou les pointes se trouvent sur l'axe du piston.
Piston for explosion engines. The object of the invention is a piston for explosion engines.
It comprises at least one outer segment and at least one inner segment, which are concentrically juxtaposed in the same groove of the piston and whose inner segment acts on the outer segment so as to apply it to the cylinder wall, in order to ensure a good seal between the piston and the cylinder.
The appended drawing represents, by way of examples, four embodiments of the object of the invention and variant details thereof.
Figs. 1 and 2 are partial axial sections of a first embodiment and show two segments at different positions; Figs. 3 and 4 are an axial section of a segment of a second embodiment and a partial axial section of the latter; . Fig. 5 is a partial axial section of a third embodiment; Fig. 6 is a partial axial section of a fourth embodiment; LAS fig. 7 to 10 represent. in perspec tive, on a larger scale, variants of detail of segments.
In your fig. 1 and, 2, a is an inner ring and, b an outer ring, both placed in the groove c of the piston belonging to a rotary cylinder explosion engine. The contact surfaces of the two segments are arranged in a cone, the point of which is on the axis of the piston, on the side of the latter, located opposite the axis around which the cylinders turn. The ends of the outer segment are sectioned in a chicane, while those of the inner segment are cut. along planes passing through the axis of the piston.
The segment b has a height slightly lower than that of the groove c, while the height of the segment a is notably smaller than that of this groove c; if therefore the segment is tightened to bring its ends into contact and that it is pushed into this position inside segment b until it is flush with the underside of the latter, a certain interval still exists between its. upper face and upper face (the groove c 1).
We know. that in an engine with rotating cylinders, the acceleration at any time, varying in the speed of the pistons and segments, subjects these parts to inte- rite forces, sometimes increasing, sometimes. decreasing, which orrt a-component- centrifugal, the most imrcrtant and- a tangential component.
The centrifugal cn3nposante acting on the segments present, has the course of a revolution t ', ii motor. its maximum when the tan g-ent.ielle component and. the thrust of the piston on the cylinder, due to the obliquity of the connecting rod, passes. both by zero and chan - nt the meaning. The piston in this position leaves the.
generator of the cylinder on which it was-1-l @ uyait. to take support on the opposite generator and, tends, being. given the friction. at this time very .rand of the segment on the upper face of the.
throat, to drag a 1-part of it into his cnient pout. Denied it to me. recurs after an a = @ aation of 1'.0 of the motor, but of a less acutely, - n; -uated Tacon however, because the centrifugal component then passes through its minimum.
On the other hand. the tangential component. present per revolution of the motor two maxima. Its value for the high rotational speed of the engine is such that when applied to the segments it can balance out.
the elasticity of these or even become larger and anieiier the rc; -, Ii of a significant part rie. their development.
In the. embodiment described, the lack of '@' tightens! ' arising from the causes indicated above is avoided.
In fact, the inner segment% j. Under the effect of the centering force, passes from the rest position shown in fig. 1 to the position of fig. 2. its ends previously, separated join again.
and it therefore acts in the manner of a circular wedge -t the interior of the exterior sel-deny b that it strongly attaches to the wall of the q-liiidre; this outer segment maintains the desired seal between the piston and the cvlindr e.
The segment adds to. the specific elasticity of the segment b of the radial forces whose sum is equal to LIT cotangent
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I 'being the variable centrifugal component of the inertial force which affects the segment. at.
Cornn ae the cotangent factor
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varies from zero to infinity depending on the. value of I, its choice is theoretically arbitrary. the practically of the segments constructed by taking, for example: cotangent
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assure. sealing of the seal between the piston and the cylinder, while retaining sufficient elasticity, to the assembly formed by the upper segments.
In fig. 3 and 4., al is. an ini segment: éricur and b1 a segment = outside of a piston for a fixed explosion engine, the heavens segments being. arranged in a barley c of the piston and their contact surfaces being. arranged in a laughing cone the tip is on the side of the part (read worse your opposite to the crank shaft.
The Segment. intern al, instead of being in a plane as clans the embodiment shown in fig. 1 and 2 is, on the contrary, curved, as is shown in FIGS. 3 and. 4 of the drawing.
Under these conditions, when the segment a1 is put. in place in 1a. piston groove behind the outer segment b1, it undergoes flattening and a reduction in its curvature deflection as compared to FIGS. 3 and 4 show this clearly, so that it possesses a tension which tends to cause it to return to its original form.
It acts as a result, except in the regions close to those where it rests on the face of the groove c, at the Tacon of a corner on the outer side b1.
The ends of the se-nieiit e =, terior are sectioned in baffle. In the form of an execution for a fixed motor, shown in FIG. 5, the outer segment b2 and, the first inner segment a2 each have two inclined contact surfaces and are located in a groove c of the pissus. The contact surfaces of the two segments are arranged in a double cone, the points of which are on the axis of the piston on either side of the latter.
The ends of segment b2 are. sectioned in baffle. The segment a2 is curved in the same way as the segment a1 of the embodiment shown in FIGS. 3 and, 4, and acts on the outer segment b2 by pressing simultaneously on the two inclined faces thereof.
In the embodiment shown in FIG. 6, this is. of three segments separated, arranged in a common groove c of the piston. The segments b3 and b4 are outer segments and the segment a3 is a curved inner segment, of the same shape as that shown in FIG. 3, but present. two inclined contact surfaces. The two inclined contact surfaces of segment a3 are arranged, as well as those of segments b3 and. b ', following a double cone whose points are on the axis (lu piston.
The upper and lower inclined faces of the inner segment a3 therefore take simultaneously. support, due to the curved shape of said segment, on the corresponding inclined faces of the two outer segments b3 and b4, the elastic tension of the inner segment realizing, by the combined actions of the inclined faces in engagement, the application of the outer segments b3 b4 on the cylinder bore.
The ends of the outer segments b3 and. b 'are sectioned in a chicane.
In the known pistons of combustion engines, the ends. segments, even sectioned in a baffle, allow a solution of continuity to exist in the direction of. height of the gorge where they are housed. The detail variants that show. figs. 7 to 10 indicate how we can overcome this inconvenience. Figs. 7 and 8 show a way of sectioning the ends of the outer segments in a baffle, especially for stationary explosive engines.
The ends of an outer segment are indicated by f. One of these ends has a triangular tenon g. Face i (this tenon forms the continuation of the outer face of sel-nient f and face j of the tenon is in the same plane as the lower face of segment f. The third face of the tenon, which is inclined, is intended to slide on a corresponding inclined face of a notch made at the other end of the segment.
Face i of the forming post, the continuation of the outer face of the segment, will rest against it. cylinder wall and face j of the tenon lying in the same plane as, the underside of the segment .. will rest on the underside of the piston groove.
For the application of a segment cut in this way, to a piston of a rotary engine, the triangular tenon must be troriver in the upper part of the segment, that is to say that its face i. will form -the continuation of the outer face of the segment. and that its face j will be in the same plane as the upper face of the segment and will rest against the upper face key to the groove of the piston.
Figs. 9 and 10 show another way of baffling the ends of the outer segments, especially for stationary explosive engines. The ends of an outer segment are indicated by f1. One of these ends is provided with a tenon q1 intended to fit into a corresponding mortise h.1 on the other end of the segment.
The face 11 of the post forms the continuation of the exterior face of the feeling and its face j1 is found in the same plane as the lower face of the segment. The faces <I> k </I> and <I> 1, </I> left by the mortise. hl in the end of the segment. rest, the first against the cylinder wall and. the second against the underside of the groove <B> says </B> piston.
For the application of a segment cut in this way to a piston of a rotary engine, face j1 must lie in the plane of the upper face of the segment and face l the other end of the segment s 'will press against the upper face of the piston groove.
As represented. figs. 7 to 10; the, s ends of the outer segments are reinforced, to obtain greater strength of the parts.
The inclined faces of the ends of the outer segments which are sectioned in a baffle, are arranged along one or more cones, the point or points of which are on the axis of the piston.