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Unrunder Kolbenring und Verfahren zu seiner Herstellung
Unrunde Kolbenringe, bei denen der grössere Durchmesser durch den Spalt verläuft, sind bekannt. Diese bekannten Ringe haben ihre unrunde Form durch thermische Behandlung eines zunächst kreisrund gedrehten Ringes oder durch Formdrehen erhalten. Die Wärmebehandlung führte aber zu Ringen mit stark schwankenden Eigenschaften, so dass sie den Anforderungen, die der Betrieb moderner Motoren an Kolbenringe stellt, häudig nicht entsprechen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet daher ein formgedrehter Unrundring, der wohl auch nach dem Zusammenziehen'im Spannband über den Stoss gemessen, einen. grösseren Durchmesser aufweist als die ZylindeBbohrung, aber sich gegenüber den bekannten elliptischen oder ellipsenähnlichen Unrundringen, bei denen im allgemeinen in jedem der beiden durch die Hauptachsen gebildeten Quadranten symmetrisch zur Ringrückenmitte bzw. zum Stoss jeweils ein Festpunkt vorhanden ist, an dem der Krümmungsradius des Ringes gleich dem des Zylinders ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Festpunkte ausschliesslich im Bereich von 48 bis 58 von der Ringrückenmitte vorhanden sind, so dass
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der übrige Teil des Ringes mit Ausnahme des unmittelbaren Bereiches an der Stossstelle-in dem
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als der Zylinderradius.
Ein solcher unrunder Kolbenring hat dem bekannten gegenüber technische Vorteile. Durch den höheren Radialdruck des Ringes um Stoss und durch den allmählichen Ausgleich dieses Überdruckes zu tbeiden Seiten der Ringrückenmitte wird das bei kritischen Drehzahlen auftretende Durchiblasen von Verbrennungsgasen zwischen Ring und Zylinderwand sicher verhindert. Die dabei bisher beobachteten Brüche werden vermieden.
Schliesslich wird dem Einfallen der Stossenden, das einem im Betrieb viel- fach'beobachteten Spannumgsverlust an dieser Stelle entspricht, entgegengewirkt.
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runden Kolbenringes soll derart erfolgen, dass sowohl deren äussere als auch deren innere Mantelfläche durch vorzugsweise gleichzeitiges Unrunddrehen in an sich'bekannter Weise gebildet werden. Würde man nämlich nur die äussere Mantelfläche dieser Kolbenringe unrund drehen, die Ringe nach dem Herausschneiden des die Stossöffnung über brückendenStückeszusammenspannenundnun rund ausbohren, dann treten beim Zusammendrücken der Ringe in einer Matri. ze so hohe Span- nungen im Ring auf, dass sich bleibende Verformungen ergeben. Solche Ringe haben nach dem Ausbohren bereits einen Teil ihrer Spannung verloren.
Um also die Spannung der erfindungsgemäss- ssen Kolbenringe voll zu erhalten, wird vorgeschlagen, sie auch innen unrund zu machen, und zwar vor dem Herausschneiden des die Stossentf. ernung darstellenden Ringstückes. Vorzugsweise soll das Aussen- als auch das Innen-Unrunddrehen zur gleichen Zeit auf der gleichen Vorrichtung durchgeführt werden. Ein Lösen des Kolbenringes aus seiner Spannvorrichtung wird dabei bekanntlich nicht vorgenommen.
Die sich gemäss der Erfindung ergebende un- mnde Form des Kolbenringes kann in an sich bekannter Weise durch Drehen, Schleifen oder Fräsen auf einer Kopierdrehbank hergestellt werden.
Dabei arbeitet man bekanntlich mit Hilfe einet Schablone, die'aus einem rund bearbeiteten, aufge- schnittenen Ring gefertigt ist, dessen Stossenden entsprechend der Spreizung des fertigen Kolbenringes durch ein Füllstück gespreizt werden.
Für die Anfertigung der Kolbenringe gemäss der Erfindung ist auch die Art der Schalblonenherstel-
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fertigten Schablonen zu dem erfindungsgemässen Kolbenring gelangen kann.
. Bekanntlich sind die vielfältigsten Formen von Kolbenringen erforderlich, um den verschiedenen Anforderungen des praktischen Betriebes von Motoren Rechnung zu tragen. So wird z. B. ganz allgemein von Kolbenringen, die in Viertaktmotoren
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dung findender Ring, sondern der gesamte Motor gefährdet wäre. Deshalb verlangt man von Ringen, die für Zweitaktmotoren bestimmt sind, dass sie einen so-
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Stoss"besitzen,Ringform, bei der die Stossenden mindestens drucklos gegen die Zylinderwand anliegen. Ausser den hier aufgezeigten Bedingungen werden von den
Motorenwerken auch noch weitere Ringformen verlangt, bei denen der Radialdruck des eingebauten Ringes in anderem Sinne verläuft.
Nach der Erfindung lassen sich alle Ringformen dadurch erzeugen, dass man bei der Herstellung der Schablone von einem kreisrund mit überall gleichmässigem Querschnitt erzeugten Ring ausgeht, diesen in seinem Querschnitt ausserhalb der Festpunkte so ver- ändert, dass sich beim Aufspreizen des Ringes am Stoss und Einfügen eines Füllstückes in diesen eine Ringform ergibt, die übertragen auf einen Ring gleichmässigen Querschnittes nach Entfernen eines der Länge des Füllstückes entsprechenden Ringteiles aus diesem Ring nach seinem Zusammenziehen im Spannband die erfindungsgemässe Ring- form ergibt.
Beim Aufspreizen des aufgeschnittenen Ringes verteilt sich dabei die auftretende elastische Verformung so über den Ringumfang, dass sich am Aussenumfang ein Konturenverlauf ergibt, dessen Übertragung auf einen Kolbenring überall gleichmässigen Querschnitts nach Herausschneiden eines der Aufspreizung des für die Schablone benutzten Ringes entsprechenden Ringteiles und Zusammenziehen dieses Kolbenringes im Spannband die erfindungsgemässe Form des Kolbenringes ergibt.
In der Zeichnung ist der Kolbenring nach der Erfindung in Ansicht dargestellt. Die unrunde Form des Ringes ergibt sich aus der Anweisung, dass der durch den Stoss 1 des Ringes 2 gelegte Durchmesser ,,d" grösser ist als die Zylinderbohrung, in die der Ring eingesetzt werden soll und dass sich in den zu beiden Seiten der Ringrückenmitte 3 gelegenen Quadranten Q und P symmetrisch zur Ringrückenmitte Stellen 4, 5 befinden, in denen der Krüm-
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r gleich demtragen 48 -58 .
PATENTANSPRÜCHE :
1. Unrunder Kolbenring, der nach dem Zusammenziehen im Spannband über den Stoss gemessen einen grösseren Durchmesser aufweist als die Zy linderbohrung und bei dem sich in jedem der beiden durch die Hauptachsen beiderseits der Ringrücken- mitte gebildeten Quadranten symmetrisch von der Ringrückenmitte ein Festpunkt befindet, an dem der Krümmungsradius des Ringes gleich dem des Zylinders ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Festpunkte ausschliesslich im Bereich von 480 bis 58 von der Ringrückenmitte vorhanden sind, so dass der die Ringrückenmitte einschliessende Teil des Kolbenringes zwischen den Festpunlkten kleinere, der übrige Teil des Ringes mit Ausnahme des unmittelbaren Bereiches an der Stossstelle, grössere Krümmungsradien aufweist als der Zylinderradius.