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Dispositif dl' étanch6i té pour piston.
Cette invention est relative à un dispositif d'étanchéité pour piston. Elle a pour but de procurer un dispositif d'é- tachéité pour piston du type dans lequel une cuvette en métal mince est en contact latéralement avec la paroi du cy- lindre pour former un obturateur empêchant l'échappement du fluide sous pression, de la chambre de pression au delà du piston .
Dans les dispositifs de ce genre on a constaté que des variations dans l'épaisseur de la paroi de la cuvette et de minimes inexactitudes dans l'alésage du cylindre rendent dif- ficile 1.' obtention d'une étarichéi té efficace et empêchent la
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production de dispositifs de ce genre' en grande quantité.
On a proposé de dilater les cotés de la cuvette contre les ces de la paroi du cylindre au moyen d'un organe rigi- de se trouvant en prise élastique avec la cuvette . Toute- fois ces dispositifs n'ont pas donné entière satisfaction en raison de leur difficulté a venir en contact avec l'en- tier été de la surface de la cuvette et à compenser les iné- galités de production et les inégalités de la paroi du cylin- dre.
L'ivnengion actuelle a pour but de faire coopérer avec la cuvette en métal un ressort d'une longueur axiale relati- vement minime dont les spires s'étendent dans le plan de l'axe vertical du cylindre et plus particulièrement de monter ce ressort sur un organe annulaire expansible formé d'une multiplicité de sections qui sont repoussées extérieurement d'une façon élastique de manière à amener le léger ressort dans la relation de coopération la plus efficace avec les cotés de la cuvette pour produire son contact efficace d'é tanchéité avec le cylindre dans lequel le piston travaille.
L'invention consiste également dans certaines caractérisa tiques qui sont indiquées ci-après et précisées plus spécia- lement dans les revendications.
Dans le dessin ci-joint :
La fig. 1 est une coupe verticale d'un cylindre dont le piston est muni d'un dispositif d'étanchéité, établi suivant l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe d'un détail cette coupe étant pris e par la ligne 2-2 de la f igu reb l.
La fig. 3 est une élévation latérale du ressort dilatant la cuvette.
Dans ces figures le chiffre 4 désigne le corps principal du cylindre dans lequel travaille le piston; ce cylindre pré- sente un alésage 5 et est représenté sous forme d'un cylindre de frein fermé à ses extrémités par des couvercles 6 fixées
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de façon détachable par des boulons 7 . agissent Comme cela est représenté deux pistons a vie dans cet alé- sage 5 et se déplacent vers l'extérieur dans des directions opposées sous l'action d'un fluide sous pression introduit dans ce cylindre, entre les pistons, par une lumière 8 reliée à une source d'alimentation c onvenable.
Chaque piston comporte une tige de piston 9 montée dans des une douille de guidage 10 dans un/couvercles 6 et se termine par une extrémité filetée 11 de diamètre réduit, un épaule- ment 12 et une tête extérieure 13. Une tête de piston 14 présentant la forme d'un disque métallique prend sur 1'extré mité 11 de diamètre réduit et s'appuie contre l'épaulement 12
Le dispositif d'étanchéité du piston comprend une cuvet-
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ta on 1116tlû 15 b illillou flexible et smj"t uc v$\\ iiio présentant une partie 16 annulaire formant rebord prenant contact avec la paroi 4 et une partie plane en forme de dis-
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que 17 s' appuyant contre la tête 14 et prenant sur It extrémi...
té il de la tige 9 ou s'appuyant contre un mince disque de fibre cuivre ou une rondelle 18, intercalé entre cette tête et la partie centrale de la cuvette. La cuvette est serrée fermement sur la tête par une plaque annulaire 19 dont l'ouverture cen- traie prend sur l'extrémité filetée 11 de la tige 9 de telle sorte que la cuvette, étant serrée dans sa partie centrale au moyen d'un écrou 22' entre la plaque 19 et la tête 14 ou la rondelle 18 appuyant contre la tête, sertµ( de chemise pour empêcher l'échappement du fluide sous pression le long de la tige llau-delà de la tête 14.
Cette plaque est en con- tact avec la majeure partie du diamètre de la cuvette bien qu'3lle peut être munie dé creux comme cela est indiqué en 20 et'elle présente une partie 21 annulaire s'étendant latéra- lement, formant un rebord dont la périphérie est en contact avec la paroi de l'alésage. La plaque 19 non seulement agit comme dispositif de serrage pour la cuvette 15 mais en outre
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coopère avec la plaque ou tête 14 pour former un espace annu- li laire 22 et agit comme remplissage pour réduire l'espace de bre dans la chambre à pression de telle sorte que le piston subira rapidement les différences de pression existant dans la chambre de pression qui dans la construction représentée se trouve entre les pistons.
Un écrou 22' monté dans un évide- ment central dans la plaque 19 prend sur l'extrémité filetée 11 de la tige et sert à maintenir la plaque et la cuvette en- tre cet écrou et l'épaulement.
Un anneau 25 est monté dais l'espace 22 et bien qu'il puisse être d'une seule pièce ,il est de préférence formé, en vue d'obtenir de meilleurs résultats, de plusieurs sections ou parties , de préférence de trois parties 24 avec un ressort 25 de compression monté dans des trous ménagés dans les parties adjacentes de façon à produire l'expansion des parties -vers l'extérieur et à les amener en contact avec les cotés de la cuvette . Cet anneau est légèrement plus étroit que la largeur de l'espace 22 de telle sorte qu'il existe un léger jeu entre les cotés de cet anneau et les cotés de l'espace annulaire 22 formée par la tête 14 et le rebord 21 et le fond de la cuvette 15 ce Qui permet un mouvement libre de l'anneau pour suivre la cuvette et la-paroi du cylindre.
L'anneau 23 est muni d'une rainure annulaire 26 avec des surfaces de portée minimes 27 et 28 de chaque coté et une partie d'arrière 29 conique ad- jacente à la courbure formée entre les parois de fond et de coté de la cuvette . Cet anneau, établi sous forme d'un anneau unique ou d'un anneau a parties contractées est d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de la cuvette.
Un ressort 50 d'un diamètre relativement -glus grand que l'intérieur de la cuvette et formé d'un fil de faible dia- mètre et comportant seulement quelques spires, par exemple deux ou trois et ayant un diamètre égal en substance a la profondeur de la rainure 26, est monté dans la rainure annu-
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laire 26. Il existe un léger jeu entre les cotés de cette spire de ressort et les cotés de la rainure 26.
Lorsque la spire de ressort 30 est mise en place sur l'anneau et que le piston est introduit dans le cylindre, elle forme, en raison du pas minime des spires et du faible diamètre du fil, . peu près un cercle se trouvant en contact avec la cuvette et lorsqu'elle est assemblée avec l'anneau, la cuvette et le piston et que le tout est introduit dans le cylindre, elle oblige les cotés de la cuvette avec les- quels elle est en contact, a épouser la paroi du cylindre . tout en permettant la production de variations à la fois sous le rapport circulaire et sous le rapport du parallélism me de l'alâsage du cylindre ainsi que la compensation de minimes différences dans le diamètre du cylindre, l'épais- seur de la paroi de la cuvette et la compensation de toute usure qui peut se produire;
elle contrarie également la tendance la contraction des cotés de la cuvette de telle sorte quecelle-ci est maintenue dans une position 'étane chéité efficace, en contact avec la paroi de l'alésage du cylindre et empêche ainsi d'une façon efficace toute perte entre l'alésage et la cuvette. Lorsque l'anneau 23 est formé de parties expansibles ou dilattables le ressort 50 est li- bre de se dilater et de se contracter circulairement en glissant dans sa rainure et est pressé d'une façoncontinue vers l'extérieur contre la paroi de la cuvette par les sec- tions 24 par l'intermédiaire du ressort 25.
Lorsque l'anneau 23 est d'une seule pièce, l'action ex- pansive du ressort 30 seul sert à maintenir les cotés de la cuvette en contact avec l'alésage dans lequel elle travail- le .
On comprendra que, dans ces constructions,la largeur to- tale du coté de la cuvette n'est pas entièrement en contact avec la paroi du cylindre mais que' seulement la partie de
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la cuvette contre laquelle agit le esort 30 est en contact en tout temps attendu que quand le fluidesous- pression est introduit dans le cylindre il agit sur le coté de la cuvette pour prpcurer un contact plus grand et ainsi une surface d'é- tanchéitê supplémentaire lorsque le ou les pistons se déplacen' vers l'extérieur sous l'action de ce fluide.
Bien que les constructions indiquées ci-dessus soient celle. employées de préférence, dans certains cas le ressort µ0 peut être supprimé et on peut employer un dispositif d'expansion sectionné ou un cercle de piston pour amener les cotés de la cuvette contre l'alésage du cylindre.
Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée a une forme particulière ou à la disposition spéciale des diffé rentes parties qui peuvent être modifiées 'suivant les circons- tances.
Revendications.
1/ Un dispositif d'étanchéité pour piston, comprenant une cuvette en métal mince fixée au piston et un dispositif de dilatation élastique en contact avec le coté intérieur de la cuvette sur à peu près toute la circonférence.
2/ Un dispositif d'étanchéité pour piston suivant la revandi-. cation 1, dans lequel le dispositif de dilatation comprend un ressort hélicoïdal formé de quelques spires -disposées con- centriquement aux cotés de la cuvette.
3/ Un dispositif d'étanchéité pour piston suivant la revendi- cation 1, dans lequel le dispositif de dilatation comprend un anneau sectionné disposé concentriquement aux 'cotés de la cu vette et dont les sections sont séparées par des ressorts à boudin intercalés entre les extrémités des dites sections.
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Sealing device for piston.
This invention relates to a sealing device for a piston. It is intended to provide a piston splitting device of the type in which a thin metal cup is laterally contacted with the cylinder wall to form a shutter preventing the escape of pressurized fluid, gas. pressure chamber beyond the piston.
In devices of this kind it has been found that variations in the thickness of the wall of the cuvette and small inaccuracies in the bore of the cylinder make it difficult. to achieve effective weeding and prevent
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production of such devices in large quantities.
It has been proposed to expand the sides of the bowl against the sides of the cylinder wall by means of a rigid member resiliently engaged with the bowl. However, these devices were not entirely satisfactory because of their difficulty in coming into contact with the entire summer of the surface of the bowl and in compensating for the production inequalities and the inequalities of the wall of the bowl. cylinder.
The present invention aims to make a spring of relatively minimal axial length cooperate with the metal cup, the turns of which extend in the plane of the vertical axis of the cylinder and more particularly to mount this spring on an expandable annular member formed of a multiplicity of sections which are resiliently pushed outwardly so as to bring the slight spring into the most effective cooperative relationship with the sides of the bowl to produce its effective sealing contact with the cylinder in which the piston works.
The invention also consists of certain features which are hereinafter indicated and specified more specifically in the claims.
In the attached drawing:
Fig. 1 is a vertical section through a cylinder, the piston of which is provided with a sealing device, established according to the invention.
Fig. 2 is a sectional view of a detail, this section being taken by line 2-2 of f igu reb l.
Fig. 3 is a side elevation of the spring expanding the cup.
In these figures the number 4 designates the main body of the cylinder in which the piston works; this cylinder has a bore 5 and is represented in the form of a brake cylinder closed at its ends by covers 6 fixed
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detachable by bolts 7. As shown, two pistons for life in this bore 5 and move outward in opposite directions under the action of a pressurized fluid introduced into this cylinder, between the pistons, by a slot 8 connected to a suitable power source.
Each piston has a piston rod 9 mounted in a guide sleeve 10 in a / covers 6 and ends with a threaded end 11 of reduced diameter, a shoulder 12 and an outer head 13. A piston head 14 having the shape of a metal disc takes on the end 11 of reduced diameter and rests against the shoulder 12
The piston sealing device comprises a cup-
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ta on 1116tlû 15 b illillou flexible and smj "t uc v $ \\ iiio having an annular part 16 forming a rim making contact with the wall 4 and a flat part in the form of a disc.
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that 17 leaning against the head 14 and taking on It extremi ...
tee it of the rod 9 or leaning against a thin disc of copper fiber or a washer 18, interposed between this head and the central part of the bowl. The cup is tightened firmly on the head by an annular plate 19, the central opening of which takes on the threaded end 11 of the rod 9 so that the cup, being tightened in its central part by means of a nut 22 'between the plate 19 and the head 14 or the washer 18 pressing against the head, serves as a jacket to prevent the escape of the pressurized fluid along the rod ll beyond the head 14.
This plate is in contact with the major part of the diameter of the bowl although it may be provided with hollows as indicated at 20 and has an annular portion 21 extending laterally, forming a rim of which the periphery is in contact with the wall of the bore. The plate 19 not only acts as a clamping device for the cuvette 15 but also
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cooperates with the plate or head 14 to form an annular space 22 and acts as a fill to reduce the bre space in the pressure chamber so that the piston will quickly experience the pressure differences existing in the pressure chamber which in the construction shown is between the pistons.
A nut 22 'mounted in a central recess in the plate 19 engages the threaded end 11 of the rod and serves to hold the plate and the cup between this nut and the shoulder.
A ring 25 is fitted to the space 22 and although it may be in one piece, it is preferably formed, for best results, of several sections or parts, preferably of three parts 24. with a compression spring mounted in holes formed in the adjacent parts so as to produce the expansion of the parts outwardly and to bring them into contact with the sides of the cup. This ring is slightly narrower than the width of the space 22 so that there is a slight clearance between the sides of this ring and the sides of the annular space 22 formed by the head 14 and the rim 21 and the bottom of the bowl 15 which allows free movement of the ring to follow the bowl and the cylinder wall.
The ring 23 is provided with an annular groove 26 with minimal bearing surfaces 27 and 28 on each side and a tapered rear portion 29 adjacent to the curvature formed between the bottom and side walls of the bowl. . This ring, established in the form of a single ring or a ring with contracted parts, is of a diameter slightly less than the internal diameter of the bowl.
A spring 50 of a diameter relatively greater than the interior of the cup and formed of a wire of small diameter and comprising only a few turns, for example two or three and having a diameter substantially equal to the depth of the groove 26, is mounted in the annular groove
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width 26. There is a slight play between the sides of this coil of spring and the sides of the groove 26.
When the spring coil 30 is placed on the ring and the piston is introduced into the cylinder, it forms, due to the small pitch of the turns and the small diameter of the wire,. roughly a circle being in contact with the cuvette and when it is assembled with the ring, the cuvette and the piston and that the whole is introduced into the cylinder, it forces the sides of the cuvette with which it is in contact, to fit the wall of the cylinder. while allowing the production of variations both in the circular ratio and in the parallelism of the bore of the cylinder as well as the compensation of small differences in the diameter of the cylinder, the thickness of the wall of the cylinder. bowl and clearing any wear that may occur;
it also counteracts the tendency for the sides of the cup to contract so that the cup is held in an effectively sealed position, in contact with the wall of the cylinder bore and thus effectively prevents any loss between. the bore and the cup. When the ring 23 is formed of expandable or expandable parts the spring 50 is free to expand and contract circularly by sliding in its groove and is pressed in a continuous fashion outwardly against the wall of the bowl by. the sections 24 by means of the spring 25.
When the ring 23 is in one piece, the expansive action of the spring 30 alone serves to keep the sides of the cup in contact with the bore in which it works.
It will be understood that in these constructions the full width of the side of the bowl does not fully contact the wall of the cylinder but only the portion of the cup.
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the cuvette against which the spring 30 acts is in contact at all times expected that when the pressurized fluid is introduced into the cylinder it acts on the side of the cuvette to create a greater contact and thus an additional sealing surface when the piston or pistons move outward under the action of this fluid.
Although the constructions shown above are that. Preferably employed, in some cases the µ0 spring can be omitted and a sectioned expansion device or piston ring can be used to bring the sides of the cup against the cylinder bore.
It should be understood that the invention is not limited to a particular form or to the special disposition of the various parts which may be modified according to the circumstances.
Claims.
1 / A sealing device for a piston, comprising a thin metal cup attached to the piston and an elastic expansion device in contact with the inner side of the cup over almost the entire circumference.
2 / A sealing device for piston according to revandi-. cation 1, in which the expansion device comprises a helical spring formed of a few turns -disposed concentrically to the sides of the bowl.
3 / A sealing device for a piston according to claim 1, in which the expansion device comprises a sectioned ring disposed concentrically on the sides of the bowl and the sections of which are separated by coil springs interposed between the ends. of said sections.
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