Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10673
.pdf
благодаря пружинному механизму он замыкает цепь в этой точке всякий раз, когда ползунок 64 контактора 62
захватывается периферией вращающегося концевого кулачка 65, имеющего зазор 66 достаточной глубины,
чтобы позволить контактору 62 отойти от контакта 48 и разомкнуть цепь в этом положении. Когда ползунок 64
скользит по периферии концевого кулачка, цепь катушки 45 замыкается.
Кулачок ограничителя 65 установлен таким образом, что его зазор 66 находится в определенном положении
относительно зазора D 60 в кулачке 59. На показанной схеме два элемента управления 59 и 65 изображены
на фиг. 6 с разомкнутыми переключателями, при этом ползунок 58 готов опуститься в зазор 60 кулачка 59,
чтобы замкнуть цепь через катушку 45, в то время как ползунок 64 находится в зазоре 66, а два контакта 48 и
62 разнесены. Крепление кулачка ограничителя 65 состоит из вала 67, соответствующим образом
установленного в дополнительном корпусе 68, и на этом валу 67 находится шестерня 70, зацепляющаяся с
шестерней 71 на контрвале 35. Передаточное отношение таково, что кулачок ограничителя 65 вращается 80
синхронно с рычагами 27, а начальная настройка кулачка ограничителя такова, что зазор 66 находится в
самом нижнем положении, когда шток 26 находится в состоянии покоя в нижнем положении 85. Для остановки
двигателя 43 в момент разрыва цепи двигателя установлен магнитный тормоз 72, так что его колодки 73 и 74
эффективно обхватывают тормозное колесо 75, прочно закрепленное на валу двигателя 42, и удерживаются в
нетормозном положении посредством рычажной системы 76 и соленоида 77, который включен в
ответвленную цепь, зашунтированную от основной цепи двигателя. Пружина 78 функционально связана с
рычажной системой и служит для перевода колодок 73 и 74 в тормозное положение на колесе 75, когда
соленоид 77 обесточивается при размыкании цепи двигателя 100. Таким образом, благодаря наличию
концевого кулачка 65, вращение рычагов 27 приводит крышку 66 в точку разрыва цепи одновременно с
прибытием подъемного штока 26 в эту точку и, следовательно, цепи 105 через двигатель 43 и соленоид.
Тормозная колодка 77 сломана, и тормозные колодки 73 и 74 останавливают и удерживают подъемный шток
26 в заданном положении покоя.
Для замыкания и размыкания цепи, посредством которой происходит вращение штока 26, подвижный
контактор соединен проводником 80 с одной стороной концевого выключателя 81, противоположная сторона
которого соединена проводником 82 115 с отрицательным полюсом источника тока. Противоположный, или
положительный, полюс этого источника тока соединен проводником 46 с катушкой 45. Функция концевого
выключателя 81 заключается в управлении подачей тока на двигатель, приводящий в движение подъемный
шток 26, и поскольку желательно, в частности, из соображений безопасности, чтобы подъемный шток 26 не
приводился в действие, когда жидкость не подается к опоре напорной трубки 13, этот выключатель 81 в
данном случае расположен и сконструирован таким образом, чтобы находиться под управлением механизма,
который обеспечивает циркуляцию обрабатываемой жидкости из насоса 23. Таким образом, как показано на
рис. 1 и рис. 8, выключатель 81 представляет собой плунжерный механизм, подвижный плунжер 83 которого
подпружинен наружу для переключения в положение торможения с помощью хорошо известного пружинного
механизма и на пути плунжера, приводящего в действие коромысло 84, которое закреплено своим нижним
концом на штифте 85, поддерживаемом кронштейном подвески 86. Для перемещения коромысла 84 в
направлении, позволяющем прижать плунжер 83, замыкающий цепь, внутрь выключателя 81, вертикально
управляемый элемент переключения 87 установлен для вертикального возвратно-поступательного движения
в выступах кронштейна 88 и на своем верхнем конце несет часть 90, которая выступает вбок для захвата
коромысла 84, а также конец элемента переключения 87 имеет щелевое поворотное соединение 91 с
коротким рычагом 92 коромысла 93, которое закреплено на вращающемся приводном штоке 94, с помощью
которого приводится в действие трехходовой регулирующий клапан 95. Длинный рычаг этого коромысла 93
заканчивается рукояткой 96, расположенной в удобном месте для Готовность к работе. Таким образом, станет
очевидно, что когда рычаг 93 поворачивается в одном направлении, он вращает управляющий стержень 94,
чтобы перекрыть подачу обрабатывающей жидкости к опоре 13 и вернуть ее обратно в резервуар 10. В этот
момент он будет находиться в положении, показанном на фиг. 1, при этом его часть 90 будет выведена из
зацепления с качающимся рычагом 84, так что управляющий плунжер переключателя 83 будет находиться в
разомкнутом положении. Как только рычаг 93 поворачивается в противоположном направлении, стержень 94
возвращает циркуляционный регулирующий клапан в положение, позволяющее подавать обрабатывающую
жидкость к опоре 13. Одновременно с этим элемент переключения 87 входит в зацепление с качающимся
рычагом 84 и замыкает переключатель, так что цепь двигателя замыкается, вызывая вращение подъемного
стержня 26 по требованию управляющего устройства.
Обращаясь к рис. 7, можно заметить, что в опоре 13 предусмотрено единственное выпускное отверстие 100,
расположенное примерно посередине между двумя верхними рядами перфораций, но поперечно в плоскости
первого поперечного ряда перфораций. Другими словами, оно находится в ряду перфораций, примыкающем к
фланцу 19. Имеется два таких отверстия 100, по одному на каждом конце опоры, и их функция заключается в
выпуске дополнительного потока жидкости на каждом конце неперфорированной опорной поверхности
материала. Эти выпускные потоки предотвращают образование двух локализованных необработанных
участков. Таким образом, вся подача жидкости равномерно распределяется по торцевым фланцам и
наиболее эффективно распространяется по материалу.
При описании вращения механизма настоящего изобретения мы более подробно обратимся к рис. 6 чертежей
и предположим, что кулачок 59 запущен и вращается с постоянной заданной скоростью 70. При работающем
кулачке 59 машину можно запустить для управления подъемным штоком 26 путем замыкания переключателя
управления 81.
В данном случае переключатель управления 81 замыкается в момент нажатия ручного рычага 96 75 для
подачи обрабатывающего раствора в обрабатывающую трубку и вызывается вертикальным перемещением
смещающего элемента 87 и последующим качанием рычага 84 в зацепление с замыкающим выключателем
плунжером 80 гер 83. Предположим, что требуется прерывисто вращать подъемный шток 26, то есть
заставить его совершить один оборот, затем остановиться на заданный период, а затем совершить еще один
оборот. В этом случае контактор 55 85 поворачивается вправо, как показано на фиг. 6, и входит в контакт с
контактом 54, и таким образом замкнутая цепь будет обеспечивать прерывистую работу подъемного рычага
посредством следующей цепи 90. Вращение кулачка 59 против часовой стрелки приводит к тому, что ползунок
58 опускается в зазор 60 и тем самым приводит контактор 57 в электрический контакт с контактом 49, замыкая
цепь 95 через проводник 56. контакт 54, контактор 5 5, проводник 80.
Переключатель 81, проводник 82 к источнику тока, а затем через проводник 46 к магнитной катушке 45 и
проводник 100 47 обратно к контакту 49 и контактору 57. Эта замкнутая цепь активирует катушку, так что
магнитный переключатель 44 перемещается, замыкая цепь, которая запускает двигатель 43. Вращательное
движение вала двигателя 105 42 передается через шестерни 41 на промежуточный вал 35, который, в свою
очередь, приводит в движение червячную передачу 34 и шестерню 33, а также шестерни 71 и 70, так что, с
одной стороны, втулка 32 вызывает вращение подъемного штока 26 110, а с другой стороны, вращение
концевого кулачка 65. Кулачок 65 и шток 26 движутся синхронно, и зазор 66 всегда выровнен со штоком 26.
Ввиду относительного расположения деталей 59 115 и 65, в той мере, в какой это касается начальной
установки зазоров. Что касается контактов 60 и 66, то ползунок 64 входит в зазор 66 почти сразу после того,
как ползунок 58 вошел в зазор 60, и, следовательно, когда последний ползунок 120 58 выходит из зазора 60 и
размыкает контакт между точками 49 и 57, цепь через магнитную катушку 45 остается замкнутой, поскольку
контактор 62 теперь прижимается к контакту 48. Теперь цепь 125 проходит от проводника 61, контакта 54,
контактора 55, проводника 80, выключателя 81 к источнику тока, а от другого полюса источника тока через
проводник 46, катушку 45, проводник 47 к контакту 48 и контактору 62. Таким образом, становится очевидно,
что катушка 45, которая служит для замыкания и размыкания выключателя управления двигателем 44, теперь
находится непосредственно под управлением цепи, включающей выключатель 50, и, следовательно, когда
Если после завершения одного оборота сегмента стержень 26 достигнет своего нормального положения, то
зазор снова окажется в точке, куда может опуститься ползунок 64, чтобы разорвать цепь между контактом 48 и
контактором 62. Разрыв этой цепи мгновенно обесточивает катушку 45, тем самым разрывая цепь двигателя и
останавливая его. Поскольку магнитный тормоз 72 также управляется цепью, которая питает двигатель 43,
катушка соленоида 77 обесточивается, тем самым освобождая рычаги управления, так что тормозные
колодки мгновенно захватывают и удерживают колесо, которое прочно закреплено на валу 42, чтобы
остановить стержень 26 в его заданном положении.
Когда необходимо обеспечить непрерывное вращение подъемного штока 26, контакт 55 перемещается от
контакта 54 к контакту 53, замыкая при этом другую цепь через электромагнит 45, и последний непрерывно
находится под напряжением.
Замкнутая цепь идет от контактора 55 к контакту 53, проводнику 52, проводнику 47, катушке 45, проводнику 46
через источник тока к проводнику 82, выключателю 81, проводнику 80 обратно к контактору 55.
Таким образом, машина способна к выборочной работе, так что для одних видов товаров стержень 26 будет
вращаться непрерывно, а для других категорий товаров — только через заданные интервалы.
При желании можно обойтись без вращения подъемного штока 26, установив контактор 55 в нейтральное
положение, когда он не соприкасается ни с одним из контактов 53 и 54.
В приведенном выше описании упоминалась обработка мотков пряжи, однако следует понимать, что это лишь
пример, и что машина приспособлена для обработки штучных изделий или материалов в любой другой
форме, и везде, где встречается термин «моток», он никоим образом не используется как ограничивающий
объем изобретения.
Хотя показана лишь одна форма, в которой может быть реализовано данное изобретение, следует понимать,
что данное изобретение не ограничивается какой-либо конкретной конструкцией, а может быть применено в
различных формах, не выходя за рамки сущности изобретения, как определено в прилагаемых пунктах
формулы изобретения.
Кроме того, в приведенном выше описании фигурирует только одна трубчатая опора.
13 Как уже упоминалось и иллюстрировалось на чертежах, следует четко понимать, что машина может
включать в себя несколько таких трубок, подвешенных над одним резервуаром 10, каждая из которых
снабжена собственным устройством для перемещения пряжи, причем все эти устройства приспособлены для
одновременной работы 70 подходящими средствами способом, легко понятным специалистам в данной
области техники, и поэтому прилагаемые пункты формулы изобретения следует толковать как включающие
такие устройства 75. Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его
осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_423525.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=423525&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB423525A
[]
Второе издание
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ -
Дата подачи заявки: 14 августа 1933 г. № 22629/33 423,525. Полная спецификация сдана: 27 декабря 1933 г.
Полная спецификация принята: 4 февраля 1935 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся поршневых уплотнительных колец и методов их использования.
Я, Джой Н. Дэвид Морган, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Ньюхолл-стрит, 7, город
Бирмингем, настоящим заявляю, что данное изобретение (сообщение от Уильяма Германа Кордса из
Сан-Диего, округ Сан-Диего, штат Калифорния, Соединенные Штаты Америки, гражданин Соединенных
Штатов Америки) имеет следующий характер: данное изобретение относится к уплотнительным кольцам и к
способам их изготовления и применения к возвратно-поступательным поршням и подобным устройствам в
целях герметизации.
В частности, изобретение относится к новым уплотнительным кольцам, предназначенным для использования
в качестве уплотнительных колец для поршней двигателей внутреннего сгорания или аналогичных
двигателей, к способам изготовления указанных колец и к способам использования таких колец в различных
подходящих комбинациях и соотношениях на рифленых наружных стенках поршней.
Целью данного изобретения является герметизация соединения между возвратно-поступательным
плунжером и стенками цилиндра, в котором он перемещается, с помощью металлических уплотнительных
колец, которые чрезвычайно тонкие и очень гибкие и которые установлены в канавках плунжера таким
образом, что каждое из используемых тонких колец оказывает относительно небольшое давление на стенки
цилиндра практически независимо от других колец, которые могут быть расположены в той же канавке
плунжера.
Еще одной целью изобретения является создание уплотнительного кольца, которое обычно имеет вогнутую
форму в процессе изготовления и которое может быть существенно уменьшено в диаметре при установке на
поршень, чтобы увеличить эффект вогнутости кольца, обеспечивая таким образом линейный контакт или
контакты между краем кольца и стенками цилиндра, в котором движется поршень, и одновременно создавая
кольцо, которое автоматически адаптируется к стенкам цилиндра, в котором оно установлено, с высокой
точностью и высокой степенью упругости.
Еще одна цель — разработать способ сгибания относительно широкой полосы материала по ребру таким
образом, чтобы деформировать эту полосу в поперечном направлении и придать ей большую общую
толщину, чем у материала, из которого она изготовлена.
Ещё одной целью изобретения 55 является создание уплотнительного устройства для поршня,
предназначенного для возвратно-поступательного движения в цилиндре, в котором канавки,
предусмотренные в указанном поршне для уплотнительных колец, в основном заполнены отдельными
тонкими металлическими кольцами выпуклой формы, причём выпуклость некоторых из этих колец
расположена противоположно выпуклости других колец, благодаря чему нормальное
возвратно-поступательное движение поршня в 65 цилиндре будет иметь тенденцию сплющивать выпуклые
кольца и, таким образом, вызывать их расширение для плотного уплотнительного контакта со стенками
цилиндра независимо от незначительных отклонений от правильного контура 70' в стенках цилиндра.
Еще одной целью изобретения является создание нового уплотнительного кольца, ширина которого во много
раз превышает толщину, а также обладающего необычайной гибкостью и 75-процентной податливостью,
благодаря тому, что оно изготовлено из легкой и упругой стальной ленты или подобного материала.
Еще одной целью является создание плунжерной сальниковой набивки, в которой гидравлическое масляное
уплотнение будет поддерживаться во время работы. Также целью является разработка сальниковой набивки,
имеющей периферийный масляный канал, предусмотренный на одном или обоих краях ее уплотнительной
поверхности. Еще одной целью настоящего изобретения является разработка кольцевого уплотнения,
состоящего из более чем одной полной складки гибкого материала, так что при установке рядом с
герметизируемой поверхностью оно будет оказывать идеально равномерное давление во всех точках вдоль
линии уплотнения. В этой связи еще одной целью является создание бесшовного кольца из тонкого
материала, образующего более одной складки, и при этом спроектированного таким образом, чтобы оно
имело практически равномерную общую толщину во всех точках по периферии.
Также целью является разработка тонких колец, которые при совместном размещении в группах по 100 штук
могут использоваться в группах выбранного количества и размеров для герметизации канавок различной
ширины.
Уплотнительные кольца, согласно настоящему изобретению, изготовлены из тонкого упругого металла 105,
ширина которого во много раз превышает толщину металла, использованного для изготовления колец.
Предпочтительно, кольца изготавливаются из закаленных в масле ленточных стальных полос, имеющих для
среднего поршня многоцилиндрового двигателя ширину около 3120-1/16 дюйма и толщину приблизительно
0,20 дюйма. Эти плоские полосы могут быть получены из удлиненных прямых заготовок или из катушек
стальной ленты. Кольца изготавливаются путем сгибания полос в приблизительно круглую или точно круглую
форму из прямых полос металла указанных выше характеристик, нарезанных на необходимую длину.
Предпочтительно, чтобы диаметр согнутого кольца до его сжатия при установке в цилиндр превышал на 1,6
диаметр цилиндра, в котором оно предназначено для сжатия и эксплуатации.
Кольцо изгибается в холодном состоянии по линиям, перпендикулярным ширине металлической полосы, из
которой оно изготовлено. При этом используется тот факт, что участки металла, расположенные вне
нейтральной оси, растягиваются или подвергаются натяжению во время операции изгиба, в то время как
участки металла, расположенные внутри нейтральной оси, сжимаются, что придает готовому кольцу свойство
легко принимать форму стенок цилиндра, в котором оно работает. Будет обнаружено, что если тонкая
металлическая полоса, ширина которой во много раз превышает толщину полосы, изгибается по линиям,
перпендикулярным ширине полосы, то во время операции изгиба она будет иметь тенденцию принимать
вогнутую или усеченно-коническую форму, т.е. форму, в которой плоскость внешней периферии кольца
смещена вбок относительно плоскости внутреннего круга кольца. В данном изобретении предлагается
разрешить кольцам принимать такую форму в ограниченной или незначительной степени во время операции
изгиба. Эта тенденция возникает в силу растяжения участков металла за пределы нейтральной оси. ось и
сжатие участков металла к внутренней стороне упомянутой нейтральной оси. Полосу можно согнуть таким
образом, чтобы образовать поршневое кольцо, способное легко сжиматься при установке в цилиндр, в
котором оно должно работать, до очень значительной степени без возникновения в кольце очень
значительных сил, стремящихся расширить его во время работы, которые проявились бы в виде чрезмерного
износа стенок цилиндра. С другой стороны, благодаря тому, что кольца настоящего изобретения могут быть
существенно сжаты при установке в цилиндр, указанные кольца имеют явную тенденцию следовать за
стенками цилиндра и точно соответствовать им. Тем не менее, кольцо очень гибкое и не оказывает большого
давления на стенки цилиндра, в результате чего износ минимизируется, хотя и обеспечивается эффективное
уплотнение. 70 Для производства колец может быть использована простая машина, имеющая
взаимодействующие валки или матрицы, которые реагируют главным образом на внешний край полосы для
осуществления изгиба по кромке и которые образуют 75 проход большей ширины, чем толщина полосы,
чтобы позволить полосе Под воздействием напряжений при гибке изделие равномерно деформируется или
приобретает боковую вогнутость. Ширина прохода может регулироваться, что позволяет избирательно
изменять эффект вогнутости, а матрицы могут быть относительно регулируемыми, благодаря чему кольца
различных размеров и форм могут изготавливаться на одном станке. При желании вогнутость может быть
вынуждена принимать слегка выпуклую, вогнутую или другую форму.
Образованные таким образом кольца обладают высокой степенью упругости и способностью принимать
форму стенок цилиндра, обеспечивая герметичное уплотнение, несмотря на то, что кольца относительно
слабо воздействуют на стенки цилиндра. Эффективность кольца как уплотнения существенно повышается
благодаря тому, что углубление кольца при его сжатии для посадки в цилиндр и в процессе его образования
обеспечивает линейный контакт между кольцом и стенками цилиндра. Описанное выше уплотнительное
кольцо может использоваться множеством различных способов для герметизации соединений между
возвратно-поступательным плунжером и цилиндром, в котором он движется. Предпочтительно, кольца
устанавливаются в канавки в цилиндрах таким образом, чтобы в каждой канавке было расположено несколько
колец, причем разрезы между их концами расположены в шахматном порядке, обеспечивая полное
уплотнение по всему поршню. Кольца могут быть установлены в канавки, образованные в головке поршня,
любым желаемым способом, рядом с их краем, в центре. 115 из них, или в головке и юбке поршня, в
зависимости от желания.
В некоторых из описанных выше конструкций колец существует вероятность того, что некоторые кольца могут
смещаться во время работы настолько, что их зазоры выравниваются в поперечном направлении, что
незначительно ухудшает эффективность герметизации. Соответственно, я разработал бесшовное кольцо,
пригодное для универсального использования практически во всех условиях. Оно изготовлено из той же
лентообразной, закаленной в масле стали, что и описанные выше кольца, но изогнуто из более длинной
полосы материала таким образом, что его концы соединены более чем одним полным изгибом или кругом
металла.
Часть этой складки закрывает зазор, который в противном случае образовался бы между концами кольца, и
эта часть обжата таким образом, чтобы концы кольца могли сближаться друг с другом без увеличения
равномерной общей толщины всего кольца, т.е. так, чтобы концы кольца были выровнены по окружности с
теми частями складки, которые были смещены вбок в результате операции обжима.
В одном из вариантов модификации обжим исключается, и один конец кольца заостряется до довольно
острого края за счет постепенного уменьшения толщины металла, прилегающего к кончику. Внешний угол
этого острого края скошен или закруглен, чтобы предотвратить порезы или царапины на стенке цилиндра при
использовании кольца. Другой конец кольца также может быть заостренным, но предпочтительно имеет
форму тупого края, перпендикулярного оси кольца, для цели, которая будет объяснена далее.
Как указывалось ранее, кольца данного изобретения спроектированы таким образом, чтобы практически
полностью заполнять канавку, оставляя боковой зазор всего около 0,005 дюйма. Это обеспечивает хороший
уплотнительный контакт между самими кольцами, а также между кольцами и стенками канавки. Когда
возвратно-поступательное движение поршня или боковое давление жидкости, действующее на уплотнение,
или и то, и другое, вызывают сжатие кольцевого узла, выпуклые кольца последнего несколько сплющиваются,
а их диаметры немного увеличиваются, в результате чего периферия колец обеспечивает соответственно
лучшее уплотнение с цилиндрическим отверстием. Таким образом, улучшенные кольца обеспечивают не
только эффективное масляное уплотнение, но и хорошую компрессионную сальниковую набивку.
В дополнение к уже указанным преимуществам, кольцевые узлы, описанные в данном изобретении, обладают
дополнительными желательными характеристиками: предотвращением накопления нагара благодаря
постоянному относительному скольжению и сжатию ламелей или гофрированных элементов; и способностью,
благодаря исключительной гибкости отдельных гофрированных элементов и их способности быстро
принимать различные искаженные круглые формы, адаптироваться в разумных пределах для обеспечения
полного равномерного герметизирующего контакта в любое время с отверстием некруглой формы и с
неоднородным поперечным сечением.
Предпочтительно, кольца по настоящему изобретению изгибаются в желаемую форму с помощью простого,
легкого в изготовлении устройства, которое может быть предоставлено пользователям и дистрибьюторам
поршневых колец, позволяя пользователю или дистрибьюторам быстро и в соответствии с спросом
формовать кольца до желаемого диаметра из неизогнутого материала. Таким образом, нет необходимости
поддерживать большой запас готовых колец различных размеров у такого пользователя или дистрибьютора.
Изобретение может быть реализовано в других конкретных формах, не выходящих за рамки его сущности или
основных характеристик.
Таким образом, представленные варианты осуществления следует рассматривать во всех отношениях как
иллюстративные, а не ограничивающие.
Дата: 12 августа 1933 года.
МАРКС И КЛЕРК.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования, касающиеся поршневых уплотнительных колец и методов их использования.
Я, Джоан Н. Дэвид Мо, гражданин Великобритании, проживающий по адресу: Ньюхолл-стрит, 7, город
Бирмингем, настоящим заявляю о характере данного изобретения (сообщение от Уильяма Германа Кордса из
Сан-Диего, округ Сан-Диего, штат Калифорния, Соединенные Штаты Америки, гражданин Соединенных
Штатов Америки) и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении:
Данное изобретение относится к уплотнительным кольцам, и в частности к уплотнительным кольцам для
поршней двигателей внутреннего сгорания или аналогичных двигателей.
Целью изобретения является создание усовершенствованных уплотнительных колец, которые являются
тонкими и гибкими и приспособлены для оказания относительно небольшого давления на стенки цилиндра,
одновременно обеспечивая эффективную герметизацию.
Ранее было предложено изготавливать усеченно-конические поршневые кольца с внутренним фланцем или
без него из металлической полосы толщиной 100 мм. В одном случае, когда исходная форма этой
металлической полосы является прямолинейной, также было предложено придать полосе небольшую
кривизну, согнув ее ребром перед тем, как согнуть ее плоско в форме кольца и сформировать на ней
внутренний выступающий фланец. Кроме того, в другом случае, когда исходная форма металлической полосы
является прямолинейной, было предложено согнуть полосу толщиной 110 мм плоско, а не ребром, в кольцо,
содержащее более одной складки, причем промежуточная часть кольца, прилегающая к двум концам,
изогнута или отклонена.
Настоящее изобретение включает в себя выпуклое или усеченно-коническое уплотнительное кольцо,
изготовленное путем изгибания тонкой прямоугольной полосы из стали или другого упругого металла с
последующим приданием полосе выпуклой или усеченно-конической формы в процессе изгиба.
Обращаясь к двум прилагаемым листам пояснительных чертежей: Рисунок 1 представляет собой вид сверху
одного из вариантов усовершенствованного уплотнительного кольца, изготовленного в соответствии с
настоящим изобретением. Кольцо показано сплошными линиями в изготовленном виде и пунктирными
линиями в том виде, который оно принимает при использовании.
Рисунок 2 представляет собой поперечный разрез, выполненный в плоскости, обозначенной линией 2-2 на
рисунке 1, в направлении стрелок; пунктирные линии показывают, с некоторым преувеличением, кольцо в
сжатом виде, как при использовании.
На рисунке 3 представлен боковой вид поршня, оснащенного некоторыми из уплотнительных колец,
предусмотренных настоящим изобретением.
На рисунке 4 представлен увеличенный детальный поперечный разрез, выполненный радиально через набор
колец, расположенных в одной канавке поршня, демонстрирующий одно из расположений вогнутых колец,
показанных на рисунках 1 и 2, в этой канавке.
На рисунке 5 представлен подробный поперечный разрез, аналогичный рисунку 4, демонстрирующий другое
расположение выпуклых колец внутри канавки.
На рисунке 6 представлен фрагментарный разрез, аналогичный рисункам 4 и 5, демонстрирующий
дополнительно модифицированный метод сборки колец в канавке.
На рисунке 7 представлен боковой вид кольца второго типа, изготовленного в соответствии с настоящим
изобретением.
На рисунке 8 представлен увеличенный фрагментарный разрез, демонстрирующий один из способов
использования колец, показанных на рисунке 7.
На рисунке 9, в иллюстрации, аналогичной рисунку 8, показан еще один способ применения колец,
изображенных на рисунке 7.
На рисунке 10 представлен боковой вид кольцевого узла, состоящего из нескольких взаимодействующих
частей или колец, которые представляют собой третий вариант колец, описанных в данном изобретении.
Рисунок 11 представляет собой перспективный вид, показывающий одно из колец на рисунке 10,
деформированное в неестественное положение, несмотря на присущую ему упругость; этот вид приведен
исключительно для обеспечения наглядности изображения кольцевой структуры.
На рисунке 12 представлен вид сверху на кольцо, изображенное на рисунке 10, если смотреть в правую
сторону последнего изображения.
На рисунке 13 представлен увеличенный фрагмент, демонстрирующий один из способов установки колец,
показанных на рисунке 10, в канавку поршня.
На рисунке 14 представлен аналогичный вид, демонстрирующий еще один способ использования колец,
показанных на рисунке 10.
Уплотнительные кольца, согласно настоящему изобретению, изготовлены из тонкого упругого металла,
ширина которого во много раз превышает толщину металла, использованного для изготовления колец.
Предпочтительно кольца изготавливаются из закаленной в масле ленточной стали, имеющей для среднего
поршня многоцилиндрового двигателя ширину около 33 дюймов (75 дюймов) и толщину приблизительно 1/2
дюйма. Эти плоские ленты могут быть получены из удлиненных прямых заготовок или из катушек стальной
ленты. Кольца изготавливаются путем сгибания лент в приблизительно круглую или точно круглую форму из
прямых полос металла указанного выше типа, нарезанных на необходимую длину. Предпочтительно, диаметр
согнутого кольца до его сжатия при установке в цилиндр превышает на 1/16 диаметр цилиндра, в котором оно
предназначено для сжатия и эксплуатации.
Кольцо изгибается в холодном состоянии по линиям 90, перпендикулярным ширине металлической полосы, из
которой оно изготовлено, и используется тот факт, что участки металла, расположенные вне нейтральной оси,
растягиваются или подвергаются натяжению 95 во время операции изгиба, в то время как участки металла,
расположенные внутри нейтральной оси, сжимаются, чтобы придать готовому кольцу свойство легко
принимать форму 100 стенок цилиндра, в котором оно работает. Будет обнаружено, что если тонкая
металлическая полоса, ширина которой во много раз превышает толщину полосы, изгибается по линиям,
перпендикулярным ширине полосы, то во время операции изгиба она будет иметь тенденцию принимать
вогнутую или усеченно-коническую форму, т.е. форму, в которой плоскость внешней периферии кольца
смещена вбок относительно плоскости внутреннего круга 110 кольца. В данном изобретении предлагается
разрешить кольцам принимать такую форму в ограниченной или незначительной степени во время операции
изгиба. Эта тенденция возникает благодаря Растяжение 115 участков металла за пределы нейтральной оси и
сжатие участков металла внутрь нейтральной оси, упомянутых выше, могут быть согнуты таким образом для
образования поршневого кольца 120, способного легко сжиматься при установке в цилиндр, в котором оно
должно работать, до очень значительной степени без возникновения в кольце очень значительных сил,
стремящихся 125 расширить его во время работы, которые проявились бы в виде чрезмерного износа стенок
цилиндра. С другой стороны, в связи с тем, что кольца настоящего изобретения могут быть сжаты, 130
423,525 кольцо увеличивается за счет его сжатия, как показано пунктирными линиями на рисунке 2, хотя
вогнутость колец на этом рисунке преувеличена.
Образовавшиеся таким образом кольца обладают высокой упругостью (70 градусов) и способностью
прилегать к стенкам цилиндра, обеспечивая герметичное уплотнение, несмотря на то, что кольца
относительно слабо давят на стенки цилиндра. Эффективность кольца 75 в качестве уплотнения существенно
повышается благодаря тому, что вогнутость кольца при его сжатии для соответствия цилиндру и в процессе
его образования обеспечивает линейный контакт между кольцом и стенками цилиндра.
Описанное выше уплотнительное кольцо может использоваться множеством различных способов для
герметизации соединений между возвратно-поступательным плунжером и цилиндром, в котором он
перемещается. Предпочтительно, кольца устанавливаются в канавки в цилиндрах таким образом, чтобы в
каждой канавке было расположено несколько колец, причем кольца расположены так, что разрезы между их
концами расположены в шахматном порядке, обеспечивая полную герметизацию по всему поршню. Кольца
могут устанавливаться в канавки, образованные в головке поршня, любым желаемым образом, рядом с ее
краем, в ее центре или как в головке, так и в юбке поршня, в зависимости от необходимости.
Один из способов использования колец настоящего изобретения, в настоящее время одобренный, показан на
рисунке 3, где e обозначает головку поршня с юбкой f, снабженной отверстиями для поршневого пальца g.
Головка e поршня снабжена канавками для уплотнительных колец 105. Верхние канавки могут быть снабжены
обычным компрессионным кольцом h, толщина которого соответствует ширине кольца, что стало
общепринятым. 110 Нижняя канавка может быть снабжена маслосъемным кольцом i. Кольцо i также
представляет собой кольцо, толщина и ширина которого пропорциональны и практически равны. 115 Из-за
своей толщины кольца h и i не могут слишком сильно прижиматься к стенкам цилиндра, в котором движется
поршень, без чрезмерного износа и быстрого разрушения стенок цилиндра. Кольца h и i, которые
относительно толстые в силу своей конструкции, минимизируют зазор между поршнем и стенками цилиндра; а
кольца, расположенные в канавке 125, предназначены для завершения герметизации, причем каждая из
указанных канавок снабжена множеством тонких колец согласно настоящему изобретению.
Указанные кольца расположены рядом друг с другом в соответствии с инструкцией 130, при установке в
цилиндр они имеют явную тенденцию точно повторять форму стенок цилиндра. Тем не менее, кольцо
обладает высокой гибкостью и не оказывает значительного давления на стенки цилиндра, в результате чего
износ минимизируется, хотя и обеспечивается эффективное уплотнение.
Обращаясь к фиг. 1 и 2 чертежей, а обозначает один из вариантов усовершенствованного поршневого кольца,
изготовленного в соответствии с данным изобретением. Концы b и c колец расположены на относительно
большом расстоянии друг от друга, как показано сплошными линиями на фиг. 1, что представляет собой
нормальное состояние кольца до его установки в цилиндр. Ширина кольца во много раз превышает его
толщину. В качестве предпочтительного примера, ширина колец может составлять -1/2 дюйма, а их толщина
— приблизительно 0,20 дюйма, как указано выше, хотя могут быть выбраны и другие приблизительно
пропорциональные размеры. Кольцо изгибается из плоской полосы или прямой металлической полосы, при
этом изгиб происходит по линиям, перпендикулярным ширине полосы.
При таком изгибе полосы участки металла, прилегающие к нейтральной оси, которая находится
приблизительно в центре полосы, не удлиняются и не сжимаются. Однако участки металла с внешней
стороны указанной нейтральной оси N6 растягиваются во время операции изгиба, в то время как участки,
расположенные внутри нейтральной оси, сжимаются. Это приводит к тому, что полоса принимает слегка
вогнутую форму, как показано на рисунке 2, если это допускается во время операции изгиба, и
предпочтительно поршневые кольца данного изобретения изгибаются таким образом, чтобы кольцо могло
слегка вогнуто, усеченно-конически, во время операции изгиба. Для этой цели может быть использована
любая подходящая машина, но предпочтительно машина, являющаяся предметом параллельной патентной
заявки № 22628 от 1933 г. (серийный номер).
420,247) При желании вогнутость может быть вынуждена принять слегка выпуклую, вогнутую или иную форму.
Предпочтительно, концы b и c расположены на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы кольца можно
было уменьшить до размера на 1/6 дюйма меньше их первоначального диаметра, при этом концы b и c
сближаются относительно, оставляя лишь небольшой зазор d, как показано пунктирными линиями на рисунке
1 чертежей, образуя таким образом кольца, каждое из которых состоит практически из одной полной витой
металлической нити. Когда кольцо сжимается таким образом, чтобы оно поместилось внутри цилиндра, в
котором оно должно работать, следует понимать, что углубление канавки 423,525 достаточной ширины для
размещения необходимого количества колец обеспечивает идеальное уплотнение между стенками цилиндра
и поршнем, о котором говорилось выше. Три удобных способа расположения множества колец a в канавке
поршня e показаны на рисунках 4, 5 и 6 чертежей. На рисунке 4 чередующиеся пары колец 'a расположены
таким образом, что углубления колец каждой пары обращены в противоположные стороны, при этом все
указанные кольца несут Прижимаясь к стенкам цилиндра k, кольца обеспечивают расположенные на
некотором расстоянии друг от друга круговые контактные линии для герметизации. На рисунке 5 одна группа
из трех колец a имеет углубление или выемку, обращенную в одном направлении, в то время как другая
группа из трех колец имеет углубление в противоположном направлении. На рисунке 6 кольца a расположены
парами, причем два кольца каждой пары имеют углубления, обращенные друг к другу. Это расположение по
существу такое же, как на рисунке 4, за исключением того, что отдельные верхние и нижние кольца
последнего исключены, чтобы более узкая канавка поршня на рисунке 6 была должным образом заполнена.
Может быть использован любой другой удобный способ применения колец, а количество колец, используемых
в каждой группе в любой канавке, может варьироваться в соответствии с шириной канавки и другими
требованиями ситуации, в которой используются кольца.
В некоторых из описанных выше вариантов сборки колец существует вероятность того, что некоторые кольца
могут смещаться во время работы настолько, что их зазоры d совпадут в поперечном направлении, что может
незначительно ухудшить эффективность герметизации. В связи с этим я разработал бесшовное кольцо,
пригодное для универсального использования практически во всех условиях; предпочтительные формы и
способы сборки этих колец показаны на рисунках с 7 по 14 включительно.
На рисунке 7 показано бесшовное кольцо I, сформированное из той же лентообразной, закаленной в масле
стали, что и кольцо на рисунке 1, но изогнутое из более длинной полосы материала так, что его концы будут
соединены более чем одним полным изгибом или кругом металла. Часть этого изгиба закрывает зазор,
который в противном случае возник бы между концами кольца, и указанная часть обжата или отклонена в
таком положении, что концы кольца могут сближаться друг с другом без увеличения равномерной общей
толщины всего кольца, т.е.
так чтобы концы кольца были выровнены по окружности с теми участками свертки, которые были смещены
вбок в результате операции обжима. Кольцо изображено в естественном положении, при этом его концы
расположены на таком расстоянии друг от друга, что при сжатии кольца для установки в уплотнительную
канавку концы будут приведены в практически поперечное выравнивание и войдут в зацепление с
противоположными сторонами обжатой части;n.
Описанное мною кольцо предпочтительно 70 изгибается до точной круглой формы перед простым обжимом,
так что при сборке оно равномерно расширяется до полного периферического контакта с цилиндрической
стенкой, которую необходимо герметизировать. 75 Дополнительные витки могут быть включены в кольцо для
увеличения толщины и количества круглых линейных контактов последней, если это необходимо; в этом
случае несколько добавленных витков будут 80 обжаты в поперечно расположенных точках и точно таким же
образом, чтобы не нарушить пропорции кольца в месте обжима. Кольцо на рисунке 7 (а также кольца на
рисунках 10-12, описанные далее) обладает всеми преимуществами небольшой группы колец на рисунке 1 и,
кроме того, устраняет зазоры последних. Оно может использоваться по отдельности или в группах
противоположных колец, каждая группа которых 9 Q может включать одно или несколько колец. Два
подходящих метода сборки показаны на рисунках 8 и 9.
На рисунке 8, который в некоторой степени соответствует модифицированной конструкции, показанной на
рисунке 5, два кольца 1 собраны таким образом, что их вогнутые стороны обращены друг к другу и входят в
зацепление с боковыми стенками канавки поршня. На рисунке 9 два таких же кольца собраны таким образом,
что их вогнутые или выпуклые стороны прилегают друг к другу по периметру, образуя, по сути, четыре близко
расположенных круглых уплотнительных линии для контакта с внутренним диаметром цилиндра 105. На
рисунках 10-12 показана предпочтительная форма бесшовного кольца 1, которая отличается главным
Соседние файлы в папке патенты