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L'étanchéisation à la pression d'arbres et de pistons de type quelconque présente dans l'industrie de grosses difficultés. Celles-ci sont particulièrement importantes quand on se trouve en présence de régimes de rotation élevés des arbres ou de vitesses élevées des pistons. On sait que l'ensemble de la technique hydrau- lique souffre du fait qu'il n'était pas possible jusqu' ici d'éviter les pertes par fuite.
On connaît dans la pratique et on a décrit dans les publications qui se rapportent à ce sujet un grand nombre de dispositifs d'étanchéité. La technique moderne utilise de plus en plus des garnitures élastiques qui, soit par suite d'une précontrainte naturelle, soit par
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vissage, soit sons l'effet de l'agent sous pression, sont appliquées par leur surface de frottement contre la surface de l'arbre ou contre, la paroi du cylindre* Dans le cas'd'arbres rotatifs, on a dispose-les garnitures de ce type selon une certaine inclinaison par rapport à l'axe de l'arbre, de sorte quelors de la rotation de -l'arbre,
la pellicule de graissage est renouvelée de façon ininterrompue.. Le but de garnitures de ce type, disposées de la manière indiquée, ne peut toute- fois être atteint que d'une façon partielle, car les surfaces des garnitures soumises à l'effet de la pression exigent absolument une pellicule de graissage, et la présence d'une telle pellicule degraissage si-' gnifie une perte par fuite. Il-'existe également des garnitures dont la surface' dirigée vers le côté-haute pression,, présente une certaine conicité,' de.sorte qu'il en résulte la formation d'une arête vive.
liais, ' dans ce cas également, on n'obtient pas l'effet, réel d'une arête de lévre vive, car il se produit inévitablement une application par une certaine surface sous l'effet de l'agent sous pression. lorsque la pression croît, la pellicule de graissage devient plus mince,et les pertes par fuite sont plus faibles, mais le ' dégagement de chaleur est alors plus intense.Pour cette .raison, tous les systèmes hydrauliques sont associés
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à des difficultér. notables résultant de Itéohauffem3nt.
,La présente- invention permet, de remédier à tous ces inconvénients par le fait que la garniture .élastique en matière appropriée, encastrée à poste . fixe de. façon empêchant tout dégagement dans le carter -ou-dans le piston, rapplique non pas par une surface
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; J C011starf':c.r:t 2..^ une 01; pltlsie'LlrS "::':'GGf3B ;ri13:, i..,:c.c.:.lo<S't.1.6S à un tranchai c1e cou-teon, e.t sons une C011:trair te préalable 1.." contre la paroi du. cylindre ou contre la 5aJ =ôz;cx> C1A 1<;r1""\7'(-\ et par le fait Q"."" 1." hJV..¯........ w,$..
C,.'J .1.-"''-'"'''''''' "......J..;;...!- <..., . , Le 1 ..1- fors3 .(. :1.,..F ïw..L É de la garniture Clîlpach9 dans 1J9t'..S
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les cas Inapplication de cette garniture par une car-
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taine surface* Dans le cas d" arbre s 3:'C' i.u'! s cette ' ,,:,":,;::--j',..., de la lèvre c': e' -'''';-'''Che:'' a+.j "",,. 'Y\",..,i"'AV> :IJP"' Ci h'1'iA fagon en soi Co-nulise un profil ond7,lié, par =gc,< ie douze, .......... î3'=cli=ée Ql2, - '" d:àfOD%.3,'Gi DIQ. é;e 1 .. position inclinée 0.''lU'19 défoBK9.tio:n - 'La xorsie de la les angles de la lèvre d'étan-' cheité et la Cureté et 1''élasticité do la, râ:
':. :'.."¯" 2:''"em 2-izé* 'Vi\! -l....Y'.. \,..."............vJ. a.Gap'zés .....,ç;....r..r!J..!.........1..1'"" P2;t. lisee doivent être adaptés à 12 pression par re.-pEort laquelle on doit réaliser ] 1 é"- F ,fl %j / à " " g c ûi. "1':1 '"!,,, ""."'''''','0.-,",\ de rotation de 1' ",."'J.,.-.",,,, 0" à la vitesse 63 C1;)1 "'c...,.,.,.....,,,-;- ,,1'"J. piston.
Dans le cas :"ûai.'1.3:"ta,7 2:ïi:121,"P..'i -'......-1' sic.ve:r3Dt de nr::..^ 'ii "t%:,.: : O"';..'l d.à11S 'le cas de pistons c,::..1t;3 d,; ,.,m4 ¯, tion ond,i;1é-e de la leurre d'etanchsiaation lJês pas néC(;1Sr2.j...re mais il ±3eLl(; c.1e'iBnir indispensable de )tà- '/1 - - ,. " ' Gi '0 ¯ voir des ...1"".'3:fa::3 C," G v ciïC.îî 2'., v.'L. 0"1 di,i Î ;zé,e.5 en sens .'d'.Yï':1'iJ .^" 6-3 pCt1r lenr.-3Cl1e:c le passais par aspiration a,,'h17;t e ou. il-9 pC11.fJSe3S... 'Si des tiges de.pistons doivent etra v vç::';'...v vJ...1....'v'-;' f G"'J=r=e 3..G: j É3L.1. 4 .L.r.4r6.:yr le- montage de lèvres d if J.t1.chéi}!atio dirigées en sens inverse est alors judicieux..
Il xi e J'vN 3wi.. a,lors dans la C4rrY L dV G.ei 1.14rS.f..(.G.,GJ.G \ !:l31'1agée entre les de1.1.x lèrres d t étal1chéisation 'lm0 pression ïZlâ'3Li.'?Tl, qui applique : 03:':S.:T'..i1 les arêtes -vives de ces lèvres contre la paroi dt1. cylindre ou. contre la, surface de 11 ari re . Ete.nt à.Ónné que la pressi on 113 peut s t échapper hors de la, cavité annulaire;, fd?r.3 en cas de dépression dans la chambre habituellement
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sous pression, les lèvres d é- anché, sa-c. on s'appliquant contre les surfaces conjuguées en réalisant une élan- chéité absolue.
Si la pression régnant dans la cavité annulaire ménagée entre les lèvres d'étanchéisation doit étre fonction de la pression régnant dans la chambre de pression, ces deux chambres ou cavités sont reliées l'une à l'autre par un alésage ménagé dans le carter ou dans le piston, Le montage d'un clapet de retenue, unidirectionnel dans cet alésage permet de retarder à volonté l'équilibre de pression dans la cavité annulaire.
La description qui va suivre;, faite en regard des dessins schématiques annexés, donnés à titre non limitatif et montrant plusieurs modes de, réalisation
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de 1.rent.onspermev-xa de mieux comprendre cette dernière.
Les figs. 1 à 4 dont, des vues en coupe de plusieurs modes de' réalisation de garnitures d'étanchéité pour arbres.
.Les figs. 5 à 8 sont des vues également en coupe de plusieurs garnitures d'étanchéité utilisables avec :des pistons.
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Sur les figes. 1 et 2, l'arbre rosatif 1 est guidé dans le carter 2 au moyen 'de la garniture 3, qui est encastrée à poste fixe dans ce carter. On a
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taillé dans la'garniture élasticue 2 -une lèvre d'étsn- chéisation 4 de forme ondulée et les angles formés sur les faces avant et arrière'de cette lèvre sont. adaptés aux conditions de travail données. Il est prévu, dans le sens dans lequel s'exerce la pression;,
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en avant de la-lèvre dtétano.'aé:
Lsation 4, une rainure annulaire 5 dont la profondeur est telle que, seule
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r'iJ<ce sfaccnnulaire de faible va.leur' de la- lèvre zei C:¯ ruz1 soit ":l'Q -.E Eze' J"û r3'î à-' ét#nciiéiJ='wi on 4- soit soumise à l'effet de pression.
De cette :::nière, la lèvre détancheisation qui ne prend appui sur l'arbre que par son arête en forme de
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tranchant da couteau, est peine déforzée et ne p.iu,'en sucun cas. 1' àpp1iqueT sur cet arbre 1 par une corte,ine, su.xface a. l,L? 2 i<C; sous pression q*1 S ,C: Ci.Tc7,:. e dans la rsinu-re annulaire ± form3 .r.éÀ.hnn"Iî...P? ax 'suite du. prof il oneule de la lèvre G'. $ C; i: c^,3.ehé.. s a-Gs. of1 ., une nouvelle pellicule .de graissage qui est sectionnée
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de façon permaxiente par i t û,.n.''C:4E.' 'de la lèvre et Li,3. est par suite en%rànée:
Xa, surface de friction de la garpiù.are 5 est subdivisée, par la lèvre 'dêtexichéisation et la rainure simulai re:, en deux surfaces de gui- àagp 6 et 7, Çs'.:? aS i76xv ï." de leur ' t: i. 0" C: une rotation aisée de 1 arbre et s?,.3,..'Oî,.'.c.il:L;Gixt; ï'l.L.' pellicule de 6r.,:iqga*é¯J st7-liis;n.i;ne#it épaisse -Dans des 1<li,euJr r.,,,ii ne sont pas constitués par de l'huile, par exemple dans de l'eau ou dans des acides, on doit choisir pour former la garniture 3 une matière appropriée.
On a indiqué sur la fig.1 une admission d'huile de graissage ou de refroidissement par l'alésage 9
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de .J,.ß's3:'t:y en direction de 'la surface c 3..û- '' Ci.e la lèvre d'é'-a.nchéîs,1-ion ,-. Cet agenoeaBnl sutorise des régimes de rotation élevés de 1. a.r.'ra nLre en ,oas de haute pression, car 1'hv,î#e amenée de façon permanente p-eut S étlllà.ßc'',.' à travers lintervalle prévu entre 1''arbre 1 et la surface de 4ïlda:'.t-. 7, en assurant 1 évacuation ou la dispersion de la chaleur,
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On montré sur la. i 3. 2 deux lèvres d' étt#1iché. isation de même .sens,'disposées l'une derrière l'autre.
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En outre, sur cette figure, la surface latérale ou le flanc de la rainure annulaire 5 opposé à la lèvre d'étanchéisation 4 est taillé selon un angle de sens opposé. Ceci est avantageux dans le -cas de pompe ou de moteur .à pistons en étoile, car de cette manière le fluide pénétrant dans la cavité annulaire 5 sur le coté haute pression, ne peut pas s'en échapper aussi rapidement du côté aspiration. Il est possible de déterminer l'écoulement du fluide nécessaire en ce point .-pour réaliser la dispersion de chaleur par ¯ un calcul approprié de cet angle.
Sur les figs. 3 et 4-, les profilages .des garnitures 3 n'ont pas une forme ondulée, car les arbres ne tournent pas3 mais sont animés d'un mouvement de va-et-vient. On a représenté sur la fig.3 un système, de lèvres agissant des deux cotés ou, à effet bidirec- tionnel, et on a montré sur la fig.
4- des lèvres d'étan- chéisation dirigées l'une vers 1*autre. La cavité annulaire 5 limitée par les,deux lèvres d'étanchéisa- tion 4 est reliée à la chambre sous pression par l'alésage 8. On peut monter dans cet alésage 8 un clapet de retenue à effet unidirectionnel, qui permet de retarder à volonté l'échappement de la pression hors de la cavité annulaire 5.
On a représenté sur les figs. 5 à 8 des agence - ments correspondants, appliqués à des pistons. Suivant ces modes de réalisation, seules -les. admissions de fluide de refroidissement sur la face arrière de la
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lèvre dtét-anchéisation 4 sont supprimées par rapport aux agencements précédents, car il se produit, par suite du mouvement du piston, une dispersion thermique suffisante.
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Les détails de réalisation peuvent être modi- fiés,' dans le domaine des équivalences techniques,
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sans s 1 éczr.te r de 1 ' in;en%1 on. i'Y 1D=A''T"' I"5
1.- Dispositif d'étanchéité résistant à la pression pour arbres et pistons, caractérisé en ce
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qu'#1 est pré rap dans la garniture d' étanchéité ' 'élastique en matière 'appropriée, qui'est encastrée à poste fixe et d'une façon tout dégagement dans le carter ou dans- le.
piston, une ou plusieurs'
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lévres d'étanchéisation, qui sto-o ¯posent,' Inaction ' de la pression et qui s'appliquent par leur arête vive en forme de tranchant de couteau contre l'arbre ou contre la paroi du cylindre; sous'l'effet d'une' pression .préalable de faible valeur, et en.
ce qu'il est prévu, en avant de la lèvre d'étanchéisation (dans le sens dans lequel agit la pression) 'une rainure annulaire taillée de façon telle que seule une surface annulaire de faible valeur de- la lèvre d'étanchéisation soit soumise à 1+effet de la près- sion engendrée dans'cette rainure annulaire, tandis que les surfaces de guidage de la garniture d'étan- chéité permettent un déplacement aisé de l'arbre ou 'du piston.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Pressure sealing of all types of shafts and pistons presents great difficulties in industry. These are particularly important when dealing with high shaft speeds or high piston speeds. It is known that the whole of hydraulic technology suffers from the fact that it was not possible heretofore to avoid losses by leakage.
A large number of sealing devices are known in the art and have been described in the publications which relate to this subject. Modern technology increasingly uses elastic gaskets which, either as a result of natural prestressing, or by
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screwing, either under the effect of the agent under pressure, are applied by their friction surface against the surface of the shaft or against the wall of the cylinder * In the case of rotating shafts, we have them seals of this type at a certain inclination relative to the axis of the shaft, so that during rotation of the shaft,
the lubricating film is renewed continuously. The aim of seals of this type, arranged in the manner indicated, can however only be partially achieved, since the surfaces of the seals subjected to the effect of The pressure absolutely requires a film of grease, and the presence of such a film means a loss through leakage. There are also packings whose surface facing the high pressure side has a certain taper, so that a sharp edge is formed.
However, in this case too, the real effect of a sharp lip edge is not obtained, because application inevitably by a certain surface under the effect of the agent under pressure. as the pressure increases, the lubricating film becomes thinner, and the leakage losses are lower, but the heat release is then more intense. For this reason, all the hydraulic systems are associated.
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to difficulties. notables resulting from Itéoheating.
, The present invention overcomes all these drawbacks by the fact that the .elastic gasket of suitable material, embedded in position. fixed from. way preventing any clearance in the crankcase -or-in the piston, does not apply by a surface
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; J C011starf ': c.r: t 2 .. ^ a 01; pltlsie'LlrS ":: ':' GGf3B; ri13 :, i ..,: cc: .lo <S't.1.6S to a cut c1e cou-teon, and sounds a C011: preliminary draft 1 .." against the wall of the. cylinder or against 5aJ = ôz; cx> C1A 1 <; r1 "" \ 7 '(- \ and therefore Q "." "1." hJV..¯ ........ w, $ ..
C,. 'J .1 .- "' '-'" '' '' '' '' "...... J .. ;; ...! - <...,., On 1. .1- fors3. (.: 1., .. F ïw..L É of the Clîlpach9 trim in 1J9t '.. S
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cases Inapplication of this seal by a car-
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taine surface * In the case of tree s 3: 'C' i.u '! s this' ,,:, ":,; :: - j', ..., of lip c ': e' - '' ''; - '' 'Che:' 'a + .j "" ,,. 'Y \ ", .., i"' AV>: IJP "'Ci h'1'iA in itself Co-nullizes a profile ond7, linked, by = gc, <ie twelve, ....... ... î3 '= cli = ée Ql2, -' "d: àfOD% .3, 'Gi DIQ. é; e 1 .. inclined position 0. '' lU'19 defoBK9.tio: n - 'The xorsia of the angles of the sealing lip and the Curity and elasticity of the, râ:
':. : '.. "¯" 2:' '"em 2-izé *' Vi \! -L .... Y '.. \, ..." ............ vJ . a.Gap'zés ....., ç; .... r..r! J ..! ......... 1..1 '"" P2; t. lisee must be adapted to 12 pressures by re.-pEort which one must achieve] 1 é "- F, fl% j / à" "gc ûi." 1 ': 1' "! ,,," "." '' '' '', '0 .-, ", \ rotation of 1'",. "'J., .-." ,,,, 0 "at speed 63 C1;) 1"' c ... ,.,., ..... ,,, -; - ,, 1 '"J. Piston.
In the case: "ûai.'1.3:" ta, 7 2: ïi: 121, "P .. 'i -'......- 1' sic.ve:r3Dt of nr :: .. ^ ' ii "t%:,.:: O" '; ..' l d.à11S 'the case of pistons c, :: .. 1t; 3 d ,;,., m4 ¯, tion ond, i; 1- e of the waterproofing decoy lJês not neC (; 1Sr2.j ... re but it ± 3eLl (; c.1e'iBnir essential) tà- '/ 1 - -,. "' Gi '0 ¯ see ... 1 "". '3: fa :: 3 C, "G v ciïC.îî 2'., V.'L. 0" 1 di, i Î; zé, e.5 in direction .'d ' .Yï ': 1'iJ. ^ "6-3 pCt1r lenr.-3Cl1e: c passed by aspiration a ,,' h17; te or. Il-9 pC11.fJSe3S ... 'If the piston rods must etra v vç :: ';' ... v vJ ... 1 .... 'v'-;' f G "'J = r = e 3..G: j É3L.1. 4 .Lr4r6 .: yr the assembly of lips d if J.t1.chéi}! atio directed in the opposite direction is then judicious ..
Il xi e J'vN 3wi .. a, then in the C4rrY L dV G.ei 1.14rS.f .. (. G., GJ.G \!: L31'1age between the first de1.1.x of the 'lm0 pressure ïZlâ'3Li.'? Tl, which applies: 03: ': S.:T'..i1 the sharp edges of these lips against the wall of the cylinder or. against the surface of 11 ari re. It is noted that the pressure 113 can escape out of the annular cavity ;, fd? R.3 in case of depression in the chamber usually
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under pressure, the lips of anche, sa-c. it is applied against the conjugate surfaces, achieving absolute elongation.
If the pressure prevailing in the annular cavity formed between the sealing lips must be a function of the pressure prevailing in the pressure chamber, these two chambers or cavities are connected to each other by a bore formed in the casing or in the piston, The mounting of a check valve, unidirectional in this bore makes it possible to delay the pressure balance in the annular cavity at will.
The following description ;, made with reference to the accompanying schematic drawings, given without limitation and showing several embodiments
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of 1.rent.onspermev-xa to better understand the latter.
Figs. 1 to 4 including sectional views of several embodiments of shaft seals.
.Figs. 5 to 8 are also sectional views of several seals that can be used with: pistons.
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On figs. 1 and 2, the rosette shaft 1 is guided in the housing 2 by means of the gasket 3, which is fixedly fitted in this housing. We have
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cut in the elastic trim 2 -a sealing lip 4 of wavy shape and the angles formed on the front and rear faces of this lip are. adapted to the given working conditions. It is expected, in the direction in which the pressure is exerted ;,
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in front of the tétano.'aé lip:
Lsation 4, an annular groove 5 whose depth is such that, only
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r'iJ <this sfaccnnulaire of low value 'of the lip zei C: ¯ ruz1 that is to say ": l'Q -.E Eze' J" û r3'î à- 'ét # nciiéiJ =' wi on 4- is subjected to the effect of pressure.
From this ::: nière, the cutting lip which only rests on the shaft by its ridge in the form of
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sharp of the knife, is barely deformed and not, in any case. 1 'apply to this tree 1 by a corte, ine, su.xface a. l, L? 2 i <C; under pressure q * 1 S, C: Ci.Tc7,:. e in the annular resin ± form3 .r.éÀ.hnn "Iî ... P? ax 'continuation of the. prof il oneule of the lip G'. $ C; i: c ^, 3.ehé .. s a-Gs. of1., a new lubricating film which is cut
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permaxiently by i t û, .n. '' C: 4E. ' 'of the lip and Li, 3. is therefore in% rànée:
Xa, friction surface of the garpiù.are 5 is subdivided, by the lip 'dexichéisation and the simulai groove :, into two guiding surfaces 6 and 7, Çs'.:? aS i76xv ï. "of their 't: i. 0" C: an easy rotation of 1 shaft and s?,. 3, ..' Oî,. '. c.il:L;Gixt; ï'l.L. ' film of 6r.,: iqga * é¯J st7-liis; ni; ne # it thick -In 1 <li, euJr r. ,,, ii do not consist of oil, for example in l In water or in acids, a suitable material should be selected for forming the packing 3.
Fig. 1 shows an inlet of lubricating or cooling oil through bore 9
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de .J, .ß's3: 't: y in the direction of' the surface c 3..û- '' Ci.e the lip of é'-a.nchéîs, 1-ion, -. This ageneaBnl allows high rotational speeds of 1. a.r.''will not occur under high pressure, because the hv, î # e permanently supplied could be S etlllà.ßc '' ,. ' through the gap provided between the shaft 1 and the surface of 4ïlda: '. t-. 7, ensuring 1 evacuation or dispersion of heat,
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One shown on the. i 3. 2 two summer lips # 1iché. isation of the same. sense, 'arranged one behind the other.
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In addition, in this figure, the side surface or the flank of the annular groove 5 opposite the sealing lip 4 is cut at an angle in the opposite direction. This is advantageous in the case of a star-piston pump or motor, since in this way the fluid entering the annular cavity 5 on the high pressure side cannot escape so quickly on the suction side. It is possible to determine the flow of the fluid necessary at this point.-To achieve the heat dispersion by ¯ an appropriate calculation of this angle.
In figs. 3 and 4-, the profiling .des linings 3 do not have a wavy shape, because the shafts do not turn3 but are driven by a back and forth movement. There is shown in fig.3 a system of lips acting on both sides or, with a bidirectional effect, and it has been shown in fig.
4- sealing lips directed towards one another. The annular cavity 5 limited by the two sealing lips 4 is connected to the pressure chamber by the bore 8. A check valve with a unidirectional effect can be fitted in this bore 8, which makes it possible to delay at will. the pressure release out of the annular cavity 5.
There is shown in figs. 5 to 8 of the corresponding agencies, applied to pistons. According to these embodiments, only them. coolant inlets on the rear face of the
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dtét-anchéisation lip 4 are omitted compared to the previous arrangements, since sufficient thermal dispersion occurs as a result of the movement of the piston.
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The details of realization can be modified, 'in the field of the technical equivalences,
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without s 1 eczr.te r of 1 'in; in% 1 on. i'Y 1D = A''T "'I" 5
1.- Pressure-resistant sealing device for shafts and pistons, characterized in that
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that # 1 is pre-packed in the appropriate 'elastic' gasket material, which is fixedly recessed and in a way with all clearance in the housing or in it.
piston, one or more '
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sealing lips, which sto-o ¯pose, 'Inaction' of the pressure and which are applied by their sharp edge in the form of a knife edge against the shaft or against the cylinder wall; under the effect of a low value. prior pressure, and.
provided, in front of the sealing lip (in the direction in which the pressure acts) an annular groove cut in such a way that only a small annular surface of the sealing lip is subjected to the effect of the pressure generated in this annular groove, while the guide surfaces of the seal allow easy movement of the shaft or piston.
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