BR112016019591B1

BR112016019591B1 - anel de pistão

Info

Publication number: BR112016019591B1
Application number: BR112016019591-4A
Authority: BR
Inventors: Markus Mahl
Original assignee: Federal-Mogul Friedberg Gmbh
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2021-01-12
Also published as: CN106068377B; JP6458327B2; US9951868B2; KR20170007237A; EP3146243A1; JP2017516038A; EP3146243B1; CN106068377A; WO2015176843A1; KR102374636B1; PT3146243T; RU2676826C2; RU2016148442A; US20170089461A1; RU2016148442A3; DE102014209391A1

Abstract

ANEL DE PISTÃO COM RANHURA NA DIREÇÃO CIRCUNFERENTE. Trata-se de um anel de pistão para um motor de combustão interna ou respectivamente para um compressor, mais especificamente, trata-se de um anel de pistão com uma superfície de deslocamento externa (3), dois flancos (5, 6) e uma superfície circunferente interna (7), em que a superfície de deslocamento (3) possui uma perfilagem com uma ranhura (2), em que a ranhura (2) é disposta em relação à seção transversal do anel de pistão (1) entre uma parte superior da superfície de deslocamento (3') e uma parte inferior da superfície de deslocamento (3").

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO

[0001] A presente invenção refere-se a um anel de pistão para um motor de combustão interna ou, respectivamente, para um compressor, mais especificamente, a um anel de pistão com uma ranhura disposta em uma superfície de deslocamento.

[0002] Os motores modernos de grande volume para embarcações continuam sendo motores de dois tempos a diesel porque esse tipo de motor pode ser construído de tal modo que sua velocidade de rotação tipicamente fique em uma faixa de cerca de 50 rpm a 250 rpm (tipicamente abaixo de 100 rpm) e sua saída pode chegar a até cerca de 100 MW, dependendo do número de cilindros. Esses motores de dois tempos de grande volume e marcha lenta para embarcações, de preferência, atuam diretamente sobre os um ou mais eixos de acionamento das hélices porque, graças à sua velocidade de rotação, uma engrenagem de redução para redução da velocidade de rotação pode ser dispensada.

[0003] Tipicamente, esses motores de dois tempos de grande volume possuem dois circuitos de óleo distintos, um para lubrificação do motor e outro para lubrificação dos cilindros. A lubrificação dos cilindros garante que, em um momento adequado, óleo lubrificante suficiente seja disponibilizado para garantir uma lubrificação suficiente das superfícies dos cilindros ou, respectivamente, dos anéis de pistão.

[0004] O óleo lubrificante dos cilindros, dependendo da carga da máquina, é injetado através da bucha na câmara de pistão. Os anéis de pistão operam sobre esse filme lubrificante, a superfície de contato de suporte. A preocupação aqui, entre outras, consiste em injetar o mínimo de óleo lubrificante possível a fim de economizar custos e impedir a lubrificação excessiva. A lubrificação dos cilindros ocorre, por exemplo, na terça parte do tempo superior, alimentando óleo lubrificante ao cilindro por meio de uma bomba de óleo lubrificante através de entradas de óleo lubrificante que são formadas, por exemplo, em um plano na parede dos cilindros, de tal modo que a lubrificação do pistão e do anel de pistão seja garantida da maneira mais ideal possível. A alimentação de óleo aos cilindros geralmente ocorre no processo de contrapressão do gás.

[0005] Por exemplo, é possível usar um sistema de injeção de óleo lubrificante que dosa o óleo lubrificante aos cilindros com precisão através de bocais. Um sistema controlado por computador registra em que posição um pistão está situado e, então, alimenta óleo lubrificante de uma maneira almejada. Isso é feito com alta pressão, de tal modo que o óleo lubrificante seja pulverizado muito finamente a fim de obter uma molhadela a mais uniforme possível da bucha do cilindro, mas de uma maneira almejada onde os anéis de pistão são situados e onde o atrito de fato acontece.

[0006] Quando se leva em conta que os motores de grande volume de dois tempos modernos para as embarcações operam com uma velocidade de rotação de cerca de 50 rpm a 150 rpm com um curso de até 2.500 mm, o tempo disponível para alimentar óleo lubrificante e para distribuir o óleo lubrificante alimentado é curto e impõe grandes desafios para garantir a qualidade da lubrificação. Supondo, por exemplo, que um cilindro tenha um diâmetro (interno) de 900 mm e 8 entradas, distribuídas de maneira uniforme ao longo da circunferência para alimentar óleo na parede dos cilindros, o óleo lubrificante alimentado deve ser distribuído a partir das respectivas entradas no tempo disponibilizado ao longo de um comprimento de cerca de 350 mm na direção circunferente.

[0007] Constatou-se que, na configuração convencional dos um ou mais anéis de pistão, graças à falta de gradientes de pressão na direção circunferente, nenhuma distribuição, ou somente uma distribuição baixíssima, do óleo lubrificante é obtida na direção circunferente (um máximo de cerca de 3%).

[0008] O campo de aplicação da presente invenção é o dos motores de combustão interna em geral, incluindo fora do contexto de uso em embarcações.

[0009] O objetivo da presente invenção consiste em propor um anel de pistão que, em condições de lubrificação suficientes, garanta baixo consumo de óleo e baixa passagem de gás vazado (soprado) e que também possa ser produzido de uma maneira favorável.

[00010] A solução para esse problema se dá através de um anel de pistão com as características de acordo com a cláusula caracterizadora da Reivindicação 1.

[00011] Configurações vantajosas de acordo com a presente invenção são contidas nas subreivindicações.

[00012] De acordo com a presente invenção, é proposto um anel de pistão com uma superfície de deslocamento externa, dois flancos (do anel de pistão) e uma superfície circunferente interna, em que a superfície de deslocamento possui uma perfilagem na forma de uma ranhura. A ranhura é disposta aqui, em relação à seção transversal do anel de pistão, entre uma parte superior da superfície de deslocamento e uma parte inferior da superfície de deslocamento.

[00013] A superfície de deslocamento de um anel de pistão construído dessa maneira pode receber óleo lubrificante em uma cavidade formada pela ranhura e uma contra-superfície de deslocamento. Pressões hidrodinâmicas podem acumular-se na direção circunferente na ranhura durante a operação contínua. Essas pressões hidrodinâmicas resultam em gradientes de pressão que causam o fluxo e a redistribuição do óleo lubrificante. A redistribuição do óleo lubrificante, produzida hidrodinamicamente, ocasiona uma redução na quantidade necessária e uma distribuição mais uniforme, no que diz respeito à direção circunferente, do óleo lubrificante que é alimentado ou injetado na ranhura.

[00014] Portanto, conforme desejado, uma superfície de contato de suporte uniforme do óleo lubrificante é obtida em relação à circunferência, a fim de garantir condições de lubrificação suficientes, para vedar da maneira mais uniforme possível a passagem de gás vazado (soprado) (ou respectivamente para obter uma passagem de gás vazado (soprado) a menor possível), para que seja possível espalhar o óleo lubrificante com eficiência na direção de trabalho do pistão e permitir uma super-operação.

[00015] Em uma concretização do anel de pistão, a ranhura desloca-se a uma distância constante em relação aos flancos. Em uma concretização do anel de pistão, a ranhura desloca-se no centro entre os flancos ou respectivamente o flanco superior e o flanco inferior. Essa concretização permite uma fabricação particularmente simples porque o anel de pistão não precisa ser alinhado antes de formar a ranhura e é suficiente formar a ranhura no centro da superfície externa.

[00016] Em outra concretização da presente invenção, a ranhura corre de maneira ondulada entre o flanco superior e o flanco inferior do anel de pistão. Nessa concretização, a cada movimento ascendente e descendente, o óleo é forçado na direção da parte côncava da ranhura mais atrás na direção de deslocamento. Junto com um movimento oposto com um movimento invertido correspondente, um anel com uma ranhura ondulada é capaz de distribuir o óleo melhor do que um anel com uma ranhura plana de deslocamento reto.

[00017] Em outra concretização exemplificativa, o formato ondulado da ranhura ondulada forma uma onda senoidal ou uma onda cossena que se desloca em torno do anel de pistão. Essa concretização destina- se, por um lado, a descrever o curso da ranhura nas extremidades de encosto próximas a um flanco, correspondente a uma onda cossena. Por outro lado, essa concretização também destina-se a descrever o início do curso da ranhura nas extremidades de encosto próximas ao centro entre os flancos, correspondente a uma onda cossena.

[00018] Ainda noutra concretização exemplificativa, o formato ondulado da ranhura ondulada forma uma onda assimétrica ou respectivamente tipo dente de serra entre os flancos. Essa concretização pode ser usada para proporcionar ao próprio anel de pistão uma direção preferida para o movimento rotativo na ranhura de anel de pistão do pistão. Esse efeito pode ser intensificado se a ranhura em si for concretizada assimetricamente, de tal modo que o anel flutue com mais facilidade em determinada direção sobre um filme de óleo. Aqui, as partes que atuam mais intensamente da assimetria podem obter um movimento rotativo efetivo do anel de pistão para todos os tempos.

[00019] A ranhura periodicamente variante viabiliza que, em operação contínua, pressões hidrodinâmicas acumulem-se ou respectivamente ocorram na direção circunferente. Essas pressões hidrodinâmicas resultam em gradientes de pressão que causam o fluxo do óleo lubrificante e produzem a redistribuição do óleo lubrificante. A redistribuição do óleo lubrificante produzida hidrodinamicamente ocasiona uma redução na quantidade necessária e uma distribuição mais uniforme, em relação à direção circunferente, do óleo lubrificante que é alimentado ou injetado na ranhura.

[00020] Uma ranhura na superfície de deslocamento de um anel de pistão pode ser disposta entre duas seções de superfície de deslocamento que são configuradas substancialmente para que sejam coroadas de maneira convexa. A ranhura possui um curso periodicamente variante na direção circunferente.

[00021] Ainda noutra concretização exemplificativa do anel de pistão, a amplitude da onda na ranhura ondulada muda em seu curso na direção circunferente. Assim, qualquer diferença que ocorra no filme de óleo pode ser compensada, o que é causado por uma pressão de contato irregular do anel de pistão.

[00022] Em outra concretização exemplificativa do anel de pistão, o comprimento de onda da onda muda, em que a ranhura ondulada desloca-se na direção circunferente. Nessa concretização, a ranhura pode ser adaptada a um anel de pistão que exibe uma torção variante ou respectivamente um torneamento em sua circunferência.

[00023] Em outra concretização exemplificativa do anel de pistão, a amplitude da onda aumenta na direção das extremidades de encosto. Em outra concretização exemplificativa do anel de pistão, a amplitude da onda diminui na direção das extremidades de encosto. Essas concretizações referem-se a anéis de pistão que demonstram uma torção maior ou menor nas extremidades de encosto do que na região em oposição às extremidades de encosto.

[00024] Em outra concretização exemplificativa do anel de pistão, a amplitude do eixo diminui na direção das extremidades de encosto e/ou o comprimento de onda da onda aumenta na direção das extremidades de encosto. Essas concretizações também se referem a anéis de pistão que demonstram uma torção maior ou menor nas extremidades de encosto do que na região em oposição às extremidades de encosto.

[00025] Em outra concretização exemplificativa do anel de pistão, a ranhura termina antes de uma região de encosto do anel de pistão. Nessa concretização, evita-se que o óleo situado na ranhura desloque-se à lacuna do anel de pistão e que, nesse lugar, deixe para trás óleo excedente sobre a parede de cilindro interna.

[00026] Ainda noutra concretização do anel de pistão, a ranhura possui uma seção transversal constante ao longo de seu comprimento e, de preferência, possui um formato transversal constante, com profundidade e largura constantes. Essa restrição não diz respeito às regiões terminais da ranhura, que podem compreender uma região de transição com formato transversal entre 1 e 10 mm em consequência da formação da ranhura.

[00027] Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura possui uma seção transversal redonda. Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura possui uma seção transversal oval ou respectivamente elíptica. Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura possui uma seção transversal retangular. Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura tem uma seção transversal trapezoide.

[00028] Uma ranhura de seção transversal redonda tem a vantagem de que pode ser usinada com relativa facilidade ou produzida de maneira não usinada. Uma ranhura de seção transversal redonda tem a vantagem adicional de que as tolerâncias de fabricação são relativamente grandes porque o ângulo entre a superfície de deslocamento e a borda da ranhura só muda levemente quando o alinhamento da ferramenta diverge. Um formato de seção transversal redonda ou elíptica só pode obter deficientemente uma diferença de ângulo entre uma superfície de deslocamento superior ou respectivamente inferior e uma tangente na ranhura. Uma ranhura retangular e trapezoide tem a vantagem de que desvios na profundidade de processamento não têm nenhum efeito sobre o ângulo entre um flanco da ranhura e a superfície de deslocamento.

[00029] Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura de seção transversal redonda possui um raio de 0,2 a 2 mm. Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura de seção transversal redonda possui um raio de 0,4 a 1,6 mm. Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura de seção transversal redonda possui um raio de 0,6 a 1,2 mm. Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura de seção transversal redonda possui um raio de 0,2 a 0,4 mm. Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura de seção transversal redonda possui um raio de 0,4 a 0,6 mm. Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura de seção transversal redonda possui um raio de 1,2 a 1,6 mm. Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura de seção transversal redonda possui um raio de 1,6 a 2 mm. Esses valores cobrem a faixa de aplicações automotivas até motores de grande porte. O tamanho real da ranhura também dependerá em parte do motor usado, do lubrificante tencionado e da velocidade de pistão média do motor.

[00030] Em outra concretização, a ranhura no anel de pistão compreende um flanco de ranhura superior e um flanco de ranhura inferior. O flanco de ranhura, no caso de uma superfície redonda, é tido como a tangente da ranhura em uma borda ou em um ponto de mudança na transição para uma borda redonda. Os ângulos a seguir dizem respeito aqui respectivamente à tangente para uma tangente da superfície de deslocamento na borda ou no ponto de mudança na transição para a borda arredondada. Logo, os ângulos a seguir também são definidos para ranhuras redondas e superfícies de deslocamento coroadas.

[00031] Em uma concretização, o flanco de ranhura superior (ou respectivamente sua tangente) forma, com a parte superior da superfície de deslocamento (ou, respectivamente, sua tangente), um ângulo superior de 45° ou 135°. Em outra concretização, o flanco de ranhura superior (ou respectivamente sua tangente) forma, com a parte superior da superfície de deslocamento (ou, respectivamente, sua tangente), um ângulo superior de 60° ou 120°. Em outra concretização, o flanco de ranhura superior (ou respectivamente sua tangente) forma, com a parte superior da superfície de deslocamento (ou, respectivamente, sua tangente), um ângulo superior de 70° ou 110°.

[00032] Em uma concretização, o flanco de ranhura inferior (ou respectivamente sua tangente) forma, com a parte inferior da superfície de deslocamento (ou, respectivamente, sua tangente), um ângulo superior de 90° ou 170°. Em outra concretização, o flanco de ranhura inferior (ou respectivamente sua tangente) forma, com a parte inferior da superfície de deslocamento (ou, respectivamente, sua tangente), um ângulo superior de 110° ou 160°. Em outra concretização, o flanco de ranhura inferior (ou respectivamente sua tangente) forma, com a parte inferior da superfície de deslocamento (ou, respectivamente, sua tangente), um ângulo superior de 120° ou 150°. Os referidos ângulos referem-se a partes retas da superfície de deslocamento ou respectivamente da ranhura. No caso de ranhuras curvadas ou superfícies de deslocamento, na determinação, devem-se usar os ângulos entre as respectivas tangentes da ranhura ou respectivamente da superfície de deslocamento, que se fazem presentes na borda ou onde a ranhura ou respectivamente a superfície de deslocamento prossegue a um arredondamento de borda. Isso pode ser estabelecido de maneira particularmente simples quando a borda é arredondada com um raio definido.

[00033] Em outra concretização adicional da presente invenção, o ângulo superior é de 2° a 30° menor que o ângulo inferior. Em outra concretização adicional da presente invenção, o ângulo superior é de 4° a 20° menor que o ângulo inferior. Em outra concretização adicional da presente invenção, o ângulo superior é de 6° a 10° menor que o ângulo inferior. Isso pode ser obtido no caso de ranhuras de seção transversal circular em particular por meio de um formato correspondente das respectivas superfícies de deslocamento.

[00034] Em outra concretização do anel de pistão, o ângulo superior tem entre 70° e 100°, em que o ângulo inferior tem de 120° a 150°, em que, de preferência, o ângulo superior é entre 20° e 30° menor que o ângulo inferior.

[00035] Em uma concretização adicional, uma borda do ângulo superior possui um raio de curvatura superior de 10 a 50 üm. Em outra concretização, a borda do ângulo inferior possui um raio de curvatura inferior de 40 μm a 120 μm. Em outra concretização, o raio de curvatura superior é de 10 μm a 40 μm menor que o raio de curvatura inferior. Essas dimensões dão motivos para esperar um efeito de espalhamento vantajoso do óleo sobre uma parede de cilindro interna.

[00036] Em outra concretização do anel de pistão, a superfície de deslocamento externa possui um raio de curvatura entre 10 e 60 mm, de preferência entre 20 e 40 mm e, mais preferencialmente, entre 25 e 30 mm.

[00037] Em outra concretização do anel de pistão, o número de períodos do curso ondulado é em números inteiros, essa concretização permite, em particular, anéis de pistão com ranhuras simétricas.

[00038] Em outra concretização do anel de pistão, as superfícies de deslocamento do anel de pistão são configuradas de maneira substancialmente simétrica.

[00039] Em outra concretização, o número de períodos do curso ondulado é entre 4, inclusive, e 36, inclusive. Em outra concretização, o número de períodos do curso ondulado é entre 6, inclusive, e 24, inclusive. Em outra concretização, o número de períodos do curso ondulado é entre 8, inclusive, e 12, inclusive.

[00040] Em uma concretização exemplificativa do anel de pistão, a ranhura é composta por dois tipos de parte diferentes. Um primeiro tipo de parte desloca-se na direção circunferente. Um segundo tipo de parte desloca-se em relação ao primeiro tipo de parte a um ângulo agudo. Os dois tipos de parte conectam-se respectivamente um ao outro de maneira alternada em suas extremidades.

[00041] Em uma concretização adicional do anel de pistão, a ranhura culmina em reservatórios dispostos nas extremidades de encosto do anel de pistão.

[00042] Em outra concretização do anel de pistão, a ranhura termina desloca-se de maneira afunilada às extremidades de encosto. Com uma ranhura cuja seção transversal diminui lentamente na região das extremidades de encosto, o desgaste ocorrendo aqui particularmente pode ser reduzido nas extremidades de encosto.

[00043] A invenção é explicada em mais detalhes abaixo com o auxílio das figuras diagramáticas de concretizações exemplificativas ilustradas nos desenhos.

[00044] A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva do anel de pistão de acordo com a invenção com uma ranhura ondulada.

[00045] A Figura 2 ilustra uma vista em corte na direção axial através de uma concretização do anel de pistão com ranhura retangular.

[00046] A Figura 3 ilustra uma vista em corte na direção axial através de uma concretização do anel de pistão com ranhura redonda.

[00047] As Figuras de 4A a 7 ilustram vistas da superfície de deslocamento de diferentes concretizações de um anel de pistão com uma ranhura.

[00048] Tanto nas Figuras quanto na descrição, são utilizados números de referência iguais para elementos e componentes idênticos ou semelhantes.

[00049] A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva do anel de pistão 1 de acordo com a invenção com uma ranhura ondulada 2. A ranhura 2, ilustrada aqui de maneira ondulada, desloca-se no lado externo do anel de pistão 1, que forma uma superfície de deslocamento 3 do anel de pistão 1 ou, respectivamente, uma superfície circunferente externa. A superfície de deslocamento 3 do anel de pistão 1 compreende uma parte superior da superfície de deslocamento 3’, que jaz mais próxima da câmara de combustão de um motor. A superfície de deslocamento 3 do anel de pistão 1 compreende uma parte inferior da superfície de deslocamento 3”, que jaz mais próxima da câmara de óleo ou respectivamente do cárter do motor. Acima, pode-se observar um flanco superior 5 do anel de pistão, voltado para a câmara de combustão. O flanco inferior 6, voltado para o cárter, é ocultado pelo anel de pistão 1. O número de referência 7 indica uma superfície circunferente interna 7. O anel de pistão termina no encosto nas duas superfícies de encosto A e B. A ranhura 2 é apresentada de tal modo que termina antes das superfícies de encosto A ou respectivamente B. Assim, o óleo acumulado na ranhura 2 não pode emergir às superfícies de encosto A ou respectivamente B.

[00050] A Figura 2 ilustra uma vista em corte na direção axial através de uma concretização do anel de pistão 1 com uma ranhura retangular 2. Em vez da ranhura retangular 2 ilustrada, uma ranhura 2 de seção transversal trapezoide também pode ser usada. A ranhura 2 é ilustrada aqui no centro, com uma ranhura ondulada 2 cuja posição vertical varia na seção transversal. A ranhura aqui possui um flanco de ranhura superior 8 e um flanco de ranhura inferior 9. O flanco superior 5 voltado para a câmara de combustão, o flanco inferior 6 voltado para o cárter e a superfície circunferente interna 7 também são indicados na seção transversal. Toda a superfície de deslocamento 3 possui certa convexidade, à qual é associado um raio de curvatura R’. As partes superior e inferior da superfície de deslocamento 3’ e 3’’, portanto, têm uma convexidade compartilhada com o raio de curvatura R’. Na ampliação detalhada, é ilustrada a transição entre a superfície de deslocamento superior 3’ e o flanco de ranhura superior 8. A borda é arredondada com um raio de borda superior r’. O raio de borda superior r’ pode ser consequência de um processamento ou produzido por uma usinagem ou processo de formação separados. Um ângulo superior α é ilustrado entre a superfície de deslocamento 3’ e o flanco de ranhura superior 8. Para fins de clareza, uma vista detalhada da borda inferior foi dispensada. Esta é ilustrada na Figura 3.

[00051] A Figura 3 ilustra uma vista em corte na direção axial através de uma concretização do anel de pistão 1 com uma ranhura redonda 2. Em vez da ranhura circular 2 ilustrada, uma ranhura 2 de seção transversal elíptica, parabólica ou oval também pode ser usada. A ranhura circular 2 possui um raio de ranhura R. A ranhura 2 também é ilustrada aqui no centro, com uma ranhura ondulada 2 cuja posição vertical varia na seção transversal. A ranhura aqui possui um flanco de ranhura superior 8 e um flanco de ranhura inferior 9, que são definidos respectivamente pelas tangentes da ranhura redonda nas bordas para as partes da superfície de deslocamento 3’, 3”. Aqui, também, o flanco superior 5 voltado para a câmara de combustão, o flanco inferior 6 voltado para o cárter e a superfície circunferente interna 7 são indicados. A parte superior da superfície de deslocamento 3’ possui uma convexidade à qual é associado um raio de curvatura superior R’, que é maior que o raio correspondente da Figura 2. A parte inferior da superfície de deslocamento 3” possui uma convexidade à qual é associado um raio de curvatura menor R”. Na Figura 3, ambos os raios de curvatura são menores que o da Figura 2. Nessa concretização, o raio superior R’ é maior aqui do que o raio inferior R”. Na ampliação detalhada, é ilustrada a transição entre a superfície de deslocamento inferior 3” e o flanco de ranhura inferior 9. A borda é arredondada com um raio de borda inferior r”. Assim como o raio de borda superior r’, o raio de borda inferior r” também pode ser consequência do processamento ou produzido por uma usinagem ou processo de formação separados. Também é possível utilizar raios de curvatura r’ e r” diferentes em mesmo anel de pistão, onde, de preferência, r” > r’, a fim de obter melhor espalhamento do óleo num curso descendente do pistão. Um ângulo inferior β é ilustrado entre a superfície de deslocamento inferior 3” e o flanco de ranhura inferior 9. Em comparação ao ângulo α, o ângulo β é maior, a fim de obter um espalhamento melhor do óleo no curso descendente/operacional do pistão. Para maior clareza da Figura 3, uma vista detalhada da borda superior foi dispensada. Destaca-se que os ângulos α e β também podem ser usados juntos em um mesmo anel de pistão, onde α < β é preferível.

[00052] As Figuras de 4A a 7 ilustram vistas da superfície de deslocamento de diferentes concretizações de um anel de pistão com uma ranhura.

[00053] A Figura 4A ilustra o desenvolvimento de uma superfície de deslocamento de uma concretização simples com uma ranhura reta contínua 2, a qual se estende de uma extremidade de encosto no lado direito, correspondente à extremidade de encosto A da Figura 1, até a outra extremidade de encosto no lado esquerdo, correspondente à extremidade de encosto B da Figura 1. Aqui, a ranhura é aberta para o encosto ou respectivamente para as extremidades de encosto, de tal modo que o óleo acumulado na ranhura possa emergir ao encosto ou respectivamente às extremidades de encosto. A ranhura 2 divide a superfície de deslocamento em uma parte superior da superfície de deslocamento 3’ e em uma parte inferior da superfície de deslocamento 3”.

[00054] A Figura 4B ilustra o desenvolvimento de uma superfície de deslocamento de uma concretização simples correspondente à Figura 4A na qual a ranhura reta 2 termina antes da extremidade de encosto no lado direito ou respectivamente da extremidade de encosto no lado esquerdo. Aqui, a ranhura é fechada para o encosto ou respectivamente para as extremidades de encosto, de tal modo que o óleo acumulado na ranhura não passe ao encosto ou respectivamente às extremidades de encosto. Na Figura 4B, a parte superior da superfície de deslocamento 3’ conecta-se respectivamente na região das extremidades de encosto à parte inferior da superfície de deslocamento 3”.

[00055] A Figura 5A ilustra uma superfície de deslocamento desenvolvida de uma concretização simples correspondente à Figura 4A na qual a ranhura 2, que se desloca entre as partes de superfície de deslocamento 3’ e 3”, é concretizada na forma de uma ranhura ondulada. Assim como na Figura 4A, a ranhura desloca-se ao longo de todo o comprimento do anel de pistão ou respectivamente da superfície de deslocamento e culmina nas extremidades de encosto. Aqui também, assim como na Figura 4A, o óleo acumulado na ranhura pode emergir ao encosto ou respectivamente às extremidades de encosto. Na Figura 5A, a ranhura na extremidade de encosto B desloca-se em linha reta. Na Figura 5B, a ranhura 2 na extremidade de encosto A desloca-se de maneira afunilada. É concebível também que a ranhura 2 desloque-se em linha reta em ambas as extremidades de encosto A e B. É concebível também que a ranhura 2 desloque-se de maneira afunilada em ambas as extremidades de encosto A e B.

[00056] A Figura 5B ilustra uma superfície de deslocamento desenvolvida de uma concretização simples correspondente à Figura 5A na qual a ranhura ondulada 2 termina antes da extremidade de encosto no lado direito ou respectivamente da extremidade de encosto no lado esquerdo. Aqui, a ranhura é fechada para o encosto ou respectivamente para as extremidades de encosto, de tal modo que o óleo acumulado na ranhura não passe ao encosto ou respectivamente às extremidades de encosto. Na Figura 5B, a parte superior da superfície de deslocamento 3’ conecta-se respectivamente na região das extremidades de encosto à parte inferior da superfície de deslocamento 3”.

[00057] Nas Figuras de 6A a 6C, são ilustrados diferentes cursos de ranhuras 2 que se deslocam de maneira ondulada. As Figuras de 6A a 6C ilustram superfícies contínuas desenvolvidas. Durante o desenvolvimento, a traseira do anel é disposta no centro entre as extremidades de encosto e não em oposição a estas. Nas Figuras de 6A a 6C, as partes superiores da superfície de deslocamento 3’ conectam- se respectivamente na região das extremidades de encosto às partes inferiores das superfícies de deslocamento 3”. Na Figura 5B, a ranhura foi ilustrada de maneira ao menos substancialmente simetricamente espelhada em relação à traseira do anel. Nas Figuras de 6A a 6C, as ranhuras são ilustradas substancialmente com pontas simétricas. Nas Figuras 6A e 6B, o comprimento de onda da ranhura 2 muda em curso entre as extremidades de encosto e a traseira do anel.

[00058] Na Figura 6A, a ranhura possui um comprimento de onda menor na traseira do anel do que nas extremidades de encosto. Aqui, o anel pode receber maiores quantidades de óleo na ranhura 2 na traseira do anel, evitando, assim, que maiores quantidades de óleo se façam presentes no encosto.

[00059] Na Figura 6B, a ranhura possui um comprimento de onda maior na traseira do anel do que nas extremidades de encosto. Aqui, o anel recebe menos óleo na ranhura 2 na traseira do anel, fazendo, assim, com que as extremidades de encosto, particularmente afetadas por desgaste, sejam mais bem lubrificadas.

[00060] A Figura 6C corresponde substancialmente à Figura 6A, onde, em aditamento, a amplitude do curso da ranhura 2 na região da traseira do anel é reduzida. Aqui, o anel recebe menos óleo na ranhura 2 na traseira do anel do que nas extremidades de encosto. Na Figura 6C, a ranhura 2 desloca-se de maneira afunilada às extremidades de encosto A e B. É concebível também que a ranhura 2 desloque-se de maneira afunilada às extremidades de encosto A e B em outras concretizações.

[00061] Também é possível tomar medidas para aumentar a amplitude na traseira do anel, o que, contudo, não é adicionalmente concretizado aqui porque apenas prolongaria desnecessariamente a descrição.

[00062] A Figura 7 ilustra uma concretização de um anel de pistão de acordo com a invenção no qual a ranhura é composta por dois tipos de parte diferentes. Um primeiro tipo de parte desloca-se na direção circunferente e é ilustrado horizontalmente na figura. Um segundo tipo de parte desloca-se em ângulo agudo em relação ao primeiro tipo de parte e é ilustrado obliquamente na figura. Os dois tipos de parte conectam-se respectivamente um ao outro alternadamente em suas extremidades e, com isso, formam certo tipo de padrão, no qual a ranhura volta respectivamente uma curta distância, quando muda de um lado para o outro (respectivamente próximo ao flanco inferior ou respectivamente superior). Na Figura 7, a ranhura 2 culmina em reservatórios 14, que são dispostos nas extremidades de encosto do anel de pistão e destinam-se a viabilizar uma lubrificação particularmente boa das extremidades de encosto.

[00063] Algumas concretizações possíveis, cobertas pelas Reivindicações, não ganharam uma figura distinta nos desenhos, motivo pelo qual todas as combinações de características que só são reveladas individualmente nas figuras devem ser consideradas reveladas. Além disso, não é ilustrado que a ranhura pode ter uma seção transversal na forma de um quadrante. Ademais, nos desenhos, não foi feito um desenho individual para todos os valores de ângulo reivindicados. Números de Referência

[00064] 1: anel de pistão

[00065] 2: recesso ou respectivamente ranhura

[00066] 3: superfície de deslocamento do anel de pistão ou respectivamente superfície circunferente externa

[00067] 3’: parte superior da superfície de deslocamento (voltada para a câmara de combustão)

[00068] 3”: parte inferior da superfície de deslocamento (voltada para a câmara de óleo ou respectivamente para o cárter)

[00069] 5: flanco voltado para o cárter

[00070] 6: flanco voltado para a câmara de óleo ou respectivamente para o cárter

[00071] 7: superfície circunferente interna

[00072] combustão) 8: flanco de ranhura superior (voltado para a câmara de

[00073] 9: flanco de ranhura inferior (voltado para a câmara de óleo ou respectivamente para o cárter)

[00074] 10: primeira parte do perfil de superfície de deslocamento configurado de maneira coroada convexa

[00075] 12: segunda parte do perfil de superfície de deslocamento configurado de maneira coroada convexa

[00076] 14: reservatório de óleo conectado à ranhura

[00077] A: primeira extremidade de encosto

[00078] B: segunda extremidade de encosto

[00079] r’: raio do arredondamento da borda entre a superfície de deslocamento superior e a ranhura

[00080] r”: raio do arredondamento da borda entre a superfície de deslocamento inferior e a ranhura

[00081] R: raio de uma ranhura circular

[00082] R’: raio da superfície de deslocamento superior ou de toda a superfície de deslocamento

[00083] R”: raio da superfície de deslocamento inferior

[00084] α: ângulo entre a superfície de deslocamento superior e a ranhura ou respectivamente suas tangentes

[00085] β: ângulo entre a superfície de deslocamento inferior e a ranhura ou respectivamente suas tangentes.

Claims

1. Anel de Pistão, com uma superfície de deslocamento externa (3), dois flancos (5, 6) e uma superfície circunferencial interna (7), em que a superfície de deslocamento (3) possui uma perfilagem com uma ranhura (2), em que a ranhura (2) é disposta em relação à seção transversal do anel de pistão (1) entre uma seção superior da superfície de deslocamento (3’) e uma seção inferior da superfície de deslocamento (3”), em que a ranhura (2) desloca-se de maneira ondulada entre os flancos (5, 6), caracterizado por que a amplitude e/ou o comprimento de onda da onda em que a ranhura (2) ondula mudança(s) na direção circunferencial.

2. Anel de Pistão, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a ranhura ondulada (2) forma uma onda senoidal ou uma onda cossena, que se desloca em torno do anel de pistão, ou a ranhura estende-se em uma onda assimétrica ou tipo de dente de serra entre os flancos (5, 6).

3. Anel de Pistão, de acordo com a Reivindicação 1 ou 2, caracterizado por que a amplitude da onda aumenta na direção das extremidades de encosto e/ou o comprimento de onda da onda diminui na direção das extremidades de encosto.

4. Anel de Pistão, de acordo com qualquer uma das Reivindicações de 1 a 2, caracterizado por que a amplitude da onda diminui na direção das extremidades de encosto e/ou o comprimento de onda da onda aumenta na direção das extremidades de encosto.

5. Anel de Pistão, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que a ranhura (2) termina em frente a uma região de encosto do anel de pistão.

6. Anel de Pistão, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que a ranhura (2) ao longo do seu comprimento possui uma seção transversal constante e, de preferência, um formato de seção transversal constante, com uma profundidade e largura constantes.

7. Anel de Pistão, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que a ranhura (2) possui uma seção transversal circular, oval, elíptica, retangular ou trapezoide.

8. Anel de Pistão, de acordo com a Reivindicação 7, caracterizado por que a seção transversal circular da ranhura (2), de preferência, possui um raio de 0,2 a 2 mm, de preferência de 0,4 a 1,6 mm e, mais preferencialmente, de 0,6 a 1,2 mm.

9. Anel de Pistão, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que a ranhura (2) possui um flanco de ranhura superior (8) e um flanco de ranhura inferior (9), em que o flanco de ranhura superior (8) forma com a seção superior da superfície de deslocamento (3’) um ângulo superior de 45° a 135°, de preferência de 60° a 120°, mais preferencialmente de 70° a 110° e em que o flanco de ranhura inferior (9) forma com a seção inferior da superfície de deslocamento (3”) um ângulo inferior de 90° a 170°, de preferência de 110° a 160° e, mais preferencialmente, de 120° a 150°.

10. Anel de Pistão, de acordo com a Reivindicação 9, caracterizado por que o ângulo superior é menor que o ângulo inferior de 2° a 30°, de preferência de 4° a 20° e, mais preferencialmente, de 6° a 10°.

11. Anel de Pistão, de acordo com a Reivindicação 9 ou 10, caracterizado por que uma borda do ângulo superior possui um raio de curvatura superior de 10 μm a 50 μm, pelo fato de que a borda do ângulo inferior possui um raio de curvatura inferior de 40 μm a 120 μm e em que o raio de curvatura superior é, de preferência, menor que o raio de curvatura inferior de 10 μm a 40 μm.

12. Anel de Pistão, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que a superfície de deslocamento externa (3) possui um raio de curvatura entre 10 e 60 mm, de preferência entre 20 e 40 mm e, mais preferencialmente, entre 25 e 30 mm.

13. Anel de Pistão, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que o número de períodos do curso ondulado é um número inteiro e/ou a ranhura (2) possui um design essencialmente simétrico na vista superior na superfície de deslocamento (3) do anel de pistão (1) e/ou o número de períodos do perfil de profundidade e do perfil de largura jaz em uma faixa entre 4 e 36 inclusive, entre 6 e 24 inclusive e, mais preferencialmente, entre 8 e 12 inclusive.

14. Anel de Pistão, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que a ranhura (2) é composta por até dois tipos diferentes de seções, em que o primeiro tipo de seção estende-se na direção circunferencial e o segundo tipo de seção conecta-se ao primeiro tipo de seção a um ângulo agudo, em que os dois tipos de seções conectam-se respectivamente um ao outro alternadamente em suas extremidades.

15. Anel de Pistão, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que a ranhura (2) termina em reservatórios (14).

16. Anel de Pistão, de acordo com qualquer uma das Reivindicações anteriores, caracterizado por que a ranhura (2) afunila em direção às extremidades de encosto (A, B).