DE102009032940A1 - Piston-piston ring assembly for internal combustion engine, comprises piston top which is provided with piston ring in annular groove, where piston ring has circumferential line - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Kolben-Kolbenring-Anordnung für einen Verbrennungsmotor, mit einem einen Kolbenboden aufweisenden Kolben, der mit mindestens einem in einer Ringnut aufgenommenen Kolbenring versehen ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Kolben sowie einen Kolbenring für eine derartige Anordnung.The The present invention relates to piston-piston ring assembly for an internal combustion engine with a piston having a piston crown, the with at least one received in an annular groove piston ring is provided. The present invention further relates to a piston and a piston ring for such an arrangement.
Derartige
Kolben-Kolbenring-Anordnungen sind in vielfältiger Form
bekannt, vgl. bspw. die deutsche Patentanmeldung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kolben-Kolbenring-Anordnung bereitzustellen, die auf möglichst einfache Weise die axiale Bewegungsfreiheit des in der Ringnut aufgenommenen Kolbenrings minimiert.The Object of the present invention is a piston-piston ring assembly to provide, in the simplest possible way, the axial Freedom of movement of the received in the annular groove piston ring minimized.
Die
Lösung besteht in einer Kolben-Kolbenring-Anordnung mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden
Erfindung sind ferner ein Kolben sowie ein Kolbenring für
eine derartige Kolben-Kolbenring-Anordnung.The
Solution consists in a piston-piston ring arrangement with
the features of
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine Umfangslinie des mindestens einen Kolbenrings oder wenigsten eine Umfangslinie der den mindestens einen Kolbenring aufnehmenden Ringnut gegenüber einer zum Kolbenboden parallel verlaufenden Ebene gleichmäßig um den Umfang verteilt im Wechsel mindestens ein Maximum und mindestens ein Minimum aufweist.According to the invention provided that at least one circumferential line of the at least one piston ring or at least one circumferential line of the at least one piston ring receiving annular groove opposite to a piston bottom parallel Evenly distributed around the circumference in alternation has at least one maximum and at least one minimum.
Erfindungsgemäß ist also entweder die mindestens eine Ringnut in etwa wellenförmig ausgebildet und nimmt einen im Wesentlichen plan ausgebildeten Kolbenring auf, oder die mindestens eine Ringnut ist im Wesentlichen plan ausgebildet und nimmt einen in etwa wellenförmig ausgebildeten Kolbenring auf. Wenn die jeweils wellenförmig ausgebildete Struktur gleichmäßig über den Umfang verteilt im Wechsel mindest ein Maximum und mindestens ein Minimum aufweist, resultiert eine erhebliche Reduktion des axialen Spiels des in der Ringnut aufgenommenen Kolbenrings. Im Idealfall weist der Kolbenring kein axiales Spiel mehr auf. Daraus folgt ein deutlich verringertes „Flattern” des in der Ringnut aufgenommenen Kolbenrings. Dies führt zu zahlreichen weiteren Vorteilen, insbesondere eine sehr gute Abdichtung des Zylinders gegenüber dem Brennraum im Verlauf des Arbeitstakts, wesentlich bessere Kontrolle der Ölströmung im Ringpaket, einer gleichmäßigeren Gasströmung entlang des Kolbenringumfangs und einer verbesserten axialen Spreizung des im Zylinder ausgebildeten Ölfilms in Richtung des Kolbenbolzen. Ferner wird die Gefahr des „Aufplattierens, d. h. der Ablagerung des Kolbenwerkstoffs auf der Ringflanke vermieden. Schließlich werden der Verschleiß sowohl des mindestens einen Kolbenrings als auch der mindestens einen Ringnut signifikant reduziert und deren Lebensdauer somit deutlich verlängert.According to the invention So either the at least one annular groove in about wavy formed and takes a substantially plan trained piston ring on, or the at least one annular groove is formed substantially flat and receives an approximately wave-shaped piston ring. When the respective wave-shaped structure evenly over the circumference alternately distributes at least one maximum and at least has a minimum, results in a significant reduction of the axial Game of recorded in the annular groove piston ring. Ideally the piston ring no longer has any axial play. It follows significantly reduced "fluttering" in the groove recorded piston ring. This leads to many more Advantages, in particular a very good seal of the cylinder towards the combustion chamber in the course of the working cycle, essential better control of the oil flow in the ring package, a more even gas flow along the piston ring circumference and an improved axial spread of the formed in the cylinder oil film in the direction of the piston pin. Furthermore, the risk of "plating", i. H. the deposit avoided the piston material on the ring edge. After all are the wear of both the at least one piston ring as also the at least one annular groove significantly reduced and their Life thus significantly extended.
Die erfindungsgemäße Kolben-Kolbenring-Anordnung erlaubt es somit, mit besonders einfachen Maßnahmen eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik zu erreichen. Damit geht eine erhöhte Wirtschaftlichkeit bzw. eine deutliche Kostensenkung einher.The Piston-piston ring arrangement according to the invention allowed It thus, with very simple measures a considerable To achieve improvement over the prior art. This is an increased efficiency or a significant Cost reduction associated.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.advantageous Further developments emerge from the subclaims.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Umfangslinie des mindestens einen Kolbenrings bzw. die Umfangslinie der den mindestens einen Kolbenring aufnehmenden Ringnut eine mittige Umfangslinie ist. Damit wird ein gleichmäßiger Sitz des Kolbenrings in der Ringnut erzielt. Ferner wird die Herstellung der erfindungsgemäßen Kolben-Kolbenring-Anordnung weiter vereinfacht.A advantageous development provides that the perimeter of the at least one piston ring or the circumferential line of the at least a piston ring receiving annular groove a central circumferential line is. This will ensure a uniform fit of the piston ring achieved in the annular groove. Furthermore, the preparation of the invention Piston piston ring arrangement further simplified.
Zweckmäßigerweise sind mindestens zwei Minima und mindestens zwei Maxima vorgesehen, um den Sitz des Kolbenrings bei möglichst geringem Herstellungsaufwand weiter zu optimieren.Conveniently, At least two minima and at least two maxima are provided to the seat of the piston ring with the lowest possible production cost continue to optimize.
Vorzugsweise sind über den Nabenbohrungen des Kolbens Minima und über der Druck- und der Gegendruckseite Maxima vorgesehen. Bei dieser Struktur wird die axiale Belastung des Kolbenrings besonders gleichmäßig auf den Kolben abgeleitet. Eine umgekehrte Orientierung, bei der über den Nabenbohrungen Maxima und über der Druck- und der Gegendruckseite Minima vorgesehen sind, ist selbstverständlich auch möglich.Preferably are above the hub bores of the piston minima and over the pressure and the counterpressure side maxima provided. In this structure the axial load of the piston ring is particularly even derived on the piston. A reverse orientation in which over the hub bores maxima and over the pressure and the counter-pressure side Minima are provided, of course, is also possible.
Zweckmäßigerweise ist die Größe der Amplitude des mindestens einen Maximums gleich der Größe der Amplitude des mindestens einen Minimums, um eine besonders gleichmäßige Verteilung der auf den Kolbenring wirkenden Kräfte zu erzielen.Conveniently, is the size of the amplitude of the at least one Maximums equal to the size of the amplitude of at least a minimum, to a particularly even To achieve distribution of forces acting on the piston ring forces.
Die Erfindung ist für alle Kolbentypen und Kolbenmaterialien (bspw. Leichtmetallkolben, Stahlkolben, ein- oder mehrteilige Kolben, gegossene Kolben, geschmiedete Kolben etc.) sowie für alle Kolbenringformen und Kolbenringmaterialien anwendbar.The Invention is for all piston types and piston materials (eg light metal pistons, steel pistons, one- or multi-part pistons, cast pistons, forged pistons, etc.) and for all Piston ring shapes and piston ring materials applicable.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:One Embodiment of the invention will be described below the accompanying drawings explained. They show in a schematic, not to scale Presentation:
Die
Die
Ringpartie
Die
Ringnut
Die
Sowohl
der erfindungsgemäße Kolben
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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