DE102013205908A1 - Minuten-Kolbenring mit einer Rille - Google Patents

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DE102013205908A1 DE102013205908.6A DE102013205908A DE102013205908A1 DE 102013205908 A1 DE102013205908 A1 DE 102013205908A1 DE 102013205908 A DE102013205908 A DE 102013205908A DE 102013205908 A1 DE102013205908 A1 DE 102013205908A1
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Fabian Gödde
Peter Schmidt
Sabine Balke
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Federal Mogul Burscheid GmbH
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Federal Mogul Burscheid GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12Details
    • F16J9/20Rings with special cross-section; Oil-scraping rings

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Minuten-Kolbenring (2) der eine konische Außenfläche (4), eine im Wesentlichen zylinderförmige Innenfläche (6), eine obere Ringflanke (8) und eine untere Ringflanke (10) umfasst und wobei der Minuten-Kolbenring (2) außen nahe der unteren Ringflanke (10) mit einer Rille (14) versehen ist, die außen in Umfangsrichtung des Minuten-Kolbenrings (2) verläuft.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Minuten-Kolbenring mit einer Rille an einer äußeren Gleitfläche des Minutenrings.
  • Minutenringe besitzen an der Lauffläche eine konische Form. Die Winkelabweichung zu einem Rechteckring bzw. Rechteck-Querschnitt beträgt je nach Ausführung 45 bis 60 Winkelminuten. Durch diese Winkel-Abmessung hat der Minutenring seinen Namen erhalten. Durch die Form liegt der Ring im Neuzustand nur mit der Unterkante und nur an einer Linie an der Zylinderbohrung an. Durch die kleine Auflagefläche und die hohe mechanische Flächenpressung kommt es beim Einlaufen zu einem gewünscht erhöhten Materialabtrag. Dieser erhöhte Verschleiß, insbesondere während der Einlaufphase ist gewünscht, um schon nach kurzer Einlaufzeit einen Kolbenring mit perfekt runder Form und einer sehr guten Dichtwirkung zu erreichen. Nach einem Einlaufen des oberen Kompressionsrings werden dabei die Belastung und der Verschleiß des Minutenrings im Vergleich zur Einlaufphase stark herabgesetzt.
  • Durch die zurückgesetzte obere Ringkante bzw. durch die konische Form des Minutenrings weist dieser eine gute Ölabstreifwirkung auf. Bei einer Aufwärtsbewegung von einem unteren zu einem oberen Totpunkt gleitet der Minutenring über einen Ölfilm. Bei der Aufwärtsbewegung bildet das Öl an der konischen Fläche einen Schmierkeil, der den Minutenring etwas von der Zylinderoberfläche abhebt. Bei einer Abwärtsbewegung von dem oberen zum unteren Totpunkt kann die Kante tiefer in den Ölfilm eindringen und den Ölfilm in Richtung Kurbelgehäuse abstreifen.
  • Es gibt bereits eine unüberschaubare Anzahl von Kolbenringen und Patentschriften zu Kolbenringen. Beispielhaft sind bereits Ölabstreifringe bekannt, die an einer Außenseite eine Rille aufweisen. Es wird hier lediglich auf die Dokumente DE 199 42 242 A1 und US 7,207,517 B2 verwiesen.
  • Es ist wünschenswert einen Minutenring zur Verfügung zu haben, der neben seiner abstreifenden Wirkung des Öles auch eine über den Umfang gleichmäßige Verteilung des Schmierstoffes gewährleistet.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Minuten-Kolbenring bereit, der eine konische Außenfläche, eine im wesentlichen zylinderförmige Innenfläche, eine obere Ringflanke und eine untere Ringflanke umfasst. Der Minuten-Kolbenring ist in Radialrichtung außen nahe der unteren Ringflanke mit einer Rille bzw. einem Kanal versehen, die bzw. der außen in Umfangsrichtung des Minuten-Kolbenrings verläuft. Im Gegensatz zu bekannten Nasen-Minutenringen ist dabei der Kanal nur an der in Radialrichtung liegenden Außenseite angebracht, und ist von der unteren Ringflanke abgegrenzt. In der grundlegenden Ausführungsform ist ein herkömmlicher Minuten-Kolbenring nahe seiner äußeren Unterkante außen mit einem Einstich versehen, durch den die untere Kante bzw. der untere Außenrand des Kolbenrings von der konischen Fläche abgesetzt wird. Die Rille bzw. der Kanal bildet eine Öltasche, die eine gleichmäßigere Verteilung des Öls in der Zylinderinnenwand ermöglicht. Nach einem anfänglich erhöhten Verschleiß des unteren Randes des Minutenrings setzt der Ring oberhalb und unterhalb der Rille bzw. des Kanals auf der Zylinderinnenwand auf, was zu einer erheblichen Entlastung des unteren Randes des Minuten-Kolbenrings führt. Kritisch ist bei dieser grundlegenden Ausführung lediglich der anfängliche Verschleiß an der Unterkante des Kolbenrings, da der Teil, der die Rille nach unten begrenzt, der schwächste Teil des Kolbenrings ist. Daher bietet sich an, die Teile der Außenfläche des Kolbenrings mit einer Einlaufschicht zu versehen, die an den Kanal bzw. an die Rille angrenzen.
  • In einer beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings umfasst dieser weiter eine im Wesentlichen zylindrische äußere Lauffläche. Die im wesentlichen zylindrische äußere Lauffläche ist an einem Übergang von der konischen Außenfläche zu der unteren Ringflanke angeordnet. Die Rille ist dabei innerhalb der im wesentlichen zylindrischen Lauffläche angeordnet. Durch diese Konstruktion wird vor allem während einer Einlaufphase die Belastung für den unteren Außenrand des Kolbenrings verringert. Die im Wesentlichen zylindrische äußere Lauffläche weist eine viel geringere Flächenpressung als die scharfe Kante eines Minuten-Kolbenrings auf. Diese Form des Kolbenrings könnte auch als Fasen-Kolbenring bezeichnet werden. Der Bereich der im Wesentlichen zylindrischen äußeren Lauffläche kann auch als Anläppbereich bezeichnet werden.
  • Diese Ausführungsform kann eine gleichmäßige Verteilung des Schmierfilmes am Minutenring erreichen. Dazu wird im Bereich der Anläppbreite (zylindrischer Teil der Lauffläche) eine umlaufende Nut eingebracht. Die Nut soll dabei ein Ölvorhaltevolumen darstellen, während die Rillen- bzw. Nutgeometrie zusätzlich eine verteilende Wirkung hat.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings umfasst dieser eine Fase oder Ausnehmung oder auch Innenwinkel zwischen der zylinderförmigen Innenfläche und der unteren Ringflanke. Das Material des Kolbenrings bildet am Innenwinkel einen überstumpfen Winkel. Diese Fase, die Ausnehmung oder der Innenwinkel dient dazu, dem Kolbenring einen negativen Twist zu verleihen. Durch den negativen Twist wird die Abstreifcharakteristik des Minuten-Kolbenrings verbessert. Der negative Twist soll zudem verhindern, dass das in der Nut verbleibende Öl über den Ring gelangt.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings umfasst dieser weiter eine Nase an einem Übergang von der Außenfläche oder der Lauffläche zu der unteren Ringflanke. Durch die Nase wird der Minutenring zu einem Nasen-Minutenring, wodurch die Ölabstreifwirkung des Nasenminutenrings im Vergleich zu einem herkömmlichen Minutenring erhöht werden kann, da sich vor einer oberen der Abstreifkante keine zu großen Mengen Öl ansammeln können.
  • In einer zusätzlichen beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings sind die Außenflächen der Lauffläche ebenfalls konisch ausgeführt. Dadurch bildet sich eine doppelte Stufe, an der das Öl abgestreift werden kann. Die obere Stufe streift dabei das Öl in die Rille bzw. in den Kanal ab. Die untere Stufe schiebt das Öl vor sich her in Richtung eines Kurbelgehäuses.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings weist die Rille eine gleichmäßige Tiefe auf. Diese Ausführungsform lässt sich besonders einfach auf einer Drehbank oder mittels einer Schleifscheibe herstellen.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings weist die Rille eine variable Tiefe auf. Mit einer variablen Tiefe können besonders einfach Taschen gebildet werden, in denen sich größere Ölmengen unterbringen lassen. Die Taschen können außerhalb des Ringstoßes gebildet werden, um einen Öltransport von der Rille zum Ringstoß zu verringern. Die radiale Tiefe der Nut kann beispielsweise wellenförmig zu- und abnehmen. Die Nut soll dabei ein Ölvorhaltevolumen darstellen, während die Nutgeometrie zusätzlich eine ölverteilende Wirkung hat.
  • Eine variable Tiefe der Rille kann zudem dazu genutzt werden, die Stärke des Rings und damit ebenfalls die Radialdruckverteilung des Rings zu beeinflussen. Es ist zudem vorgesehen, weitere Rillen oder Kanäle an der Innen- oder Außenseite des Kolbenrings anzubringen, um durch eine gezielte Schwächung des Kolbenrings eine gewünschte Radialdruckverteilung zu erreichen. Es ist zudem vorgesehen, dass die Tiefe oder eine Breite der Rillen zur Radialdruckverteilungseinstellung variabel ausgeführt sind, um eine gewünschte Radialdruckverteilung zu erreichen.
  • In einer zusätzlichen beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings nimmt die Tiefe der Rille in Radialrichtung wellenförmig zu und ab. Der hier beschriebene Aspekt der Erfindung soll eine gleichmäßige Verteilung des Schmierfilmes am Minutenring erreichen. Dazu wird im Bereich der Anläppbreite (zylindrischer Teil der Lauffläche) eine umlaufende Nut eingebracht. Die radiale Tiefe der Nut soll dabei wellenförmig zu und abnehmen. Die Nut soll dabei ein Ölvorhaltevolumen darstellen, während die Nutgeometrie zusätzlich eine ölverteilende Wirkung hat.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings beträgt die Tiefe der Rille zwischen 0,1mm und 0,8mm, bevorzugt zwischen 0,15mm und 0,6mm und weiter bevorzugt zwischen 0,2mm und 0,4mm. Die Tiefe der Rille hängt von den Abmessungen des Kolbenrings ab. Eine Tiefe zwischen am oberen Ende 0,6 mm und 0,8mm kann für größere Motoren vorgesehen seien. Kleinere Tiefen der Rille zwischen 0,2 und 0,4mm sind eher für Kraftfahrzeugmotore vorgesehen.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings beträgt eine Tiefenvariation der Rille 50%. Damit ist die Rille an ihrer flachsten Stelle nur halb so tief wie an ihrer tiefsten Stelle.
  • In einer zusätzlichen beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings weist die Rille eine konstante Breite zwischen 0,2mm und 1,0mm, bevorzugt zwischen 0,3mm und 0,8mm und weiter bevorzugt zwischen 0,4mm und 0,6mm auf. Die Breite der Rille hängt von den Abmessungen des Kolbenrings ab. Eine Breite zwischen am oberen Ende 0,7 mm und 1,0mm kann für größere Motoren vorgesehen seien. Kleinere Tiefen zwischen 0,2 und 0,4mm sind eher für Kraftfahrzeugmotore vorgesehen.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings weist die im Wesentlichen zylindrische Lauffläche eine konstante Breite zwischen 0,4 mm und 1,8mm, bevorzugt zwischen 0,6mm und 1,4mm und weiter bevorzugt zwischen 0,8mm und 1,0mm auf. Damit ist die im Wesentlichen zylindrische Lauffläche des Kolbenrings etwa doppelt bis drei Mal so breit wie die entsprechende Rille bzw. der entsprechende Kanal. Dies ergibt im Vergleich zu einem herkömmlichen Minuten-Ring eine wesentlich breitere Auflagefläche und eine wesentlich geringere Flächenpressung. Damit kann die Belastung für den Steg bzw. unteren Rand bzw. die untere Kante des Kolbenrings beträchtlich verringert werden.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings weist die Rille eine Querschnittsfläche auf, die kleiner ist als 1mm2, bevorzugt kleiner als 0,5mm2 und weiter bevorzugt kleiner als 0,3mm2 ist. Die Abmessungen der Rille variieren dabei je nach
  • Ausführung mit dem Kolbenhub, dem Kolbenspiel und der zu erwartenden Kolbengeschwindigkeit.
  • In einer zusätzlichen beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings weist die im Wesentlichen zylindrische Lauffläche eine konstante Breite auf, die mindestens doppelt groß und höchstens drei Mal so groß ist wie eine konstante Breite der Rille. Diese Definition gestattet eine von absoluten Abmessungen unabhängige Definition der Abmessungen der Rille oder des Kanals.
  • In noch einer zusätzlichen beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings ist die konstante Breite der Rille kleiner ist als 1/5, bevorzugt kleiner als 1/8 und weiter bevorzugt kleiner als 1/10 einer Gesamtdicke des Minuten-Kolbenrings. Diese Definition der Abmessungen der Rille verdeutlicht die relativ kleine Abmessung der Rille in einigen Ausführungsformen von weniger als einem Zehntel der Gesamtdicke des Kolbenrings. Es ist also nicht so, dass wie bei einem klassischen Ölabstreifring die Nut einen beträchtlichen Teil der Abmessung des Kolbenrings ausmacht. Die Rille ist eher eine sehr kleine Struktur am unteren Rand des Minuten-Kolbenrings.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführung des Minuten-Kolbenrings umfasst der Minuten-Kolbenring, einen Ringstoß, wobei die Rille vor dem Ringstoß endet. Durch diese Konstruktion kann verhindert werden, dass das abgestreifte Öl durch die Rille zum Ringstoß befördert wird und dort aus über den Kolbenring gelangen kann.
  • Im Folgenden wird die Erfindung zum besseren Verständnis anhand der Zeichnung mit den folgenden Figuren dargestellt.
  • 1 stellt eine sehr grundlegende Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbenrings in einer Schnittansicht dar.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbenrings mit einer Anlauffläche in einer Schnittansicht.
  • 3 stellt die Ausführungsform von 2 mit einer zusätzlichen Innenfase in einer Schnittansicht dar.
  • 4 zeigt die Ausführungsform von 3 mit einem Innenwinkel und einer leicht geänderten Anlauffläche in einer Schnittansicht.
  • 5 und 6 zeigen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Nasen-Minutenringen in jeweiligen Schnittansichten.
  • 7 zeigt eine Aufsicht einen Minutenring gemäß 2.
  • 8, 9 und 10 zeigen schematische Darstellungen von Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Nasen-Minutenringen in jeweiligen Aufsichten, die mögliche Verläufe einer Rille verdeutlichen.
  • Sowohl in den Figuren als auch in der Beschreibung werden gleiche Bezugzeichen für gleiche oder ähnliche Komponenten oder Elemente verwendet. Obwohl einige Ausführungen maßstabgetreu erscheinen können, stellen alle Figuren die jeweiligen Ausführungsformen lediglich schematisch dar. Die Darstellungen können zur besseren Verdeutlichung teilweise stark verzerrt sein.
  • 1 stellt eine sehr grundlegende Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbenrings 2 in einer Schnittansicht dar. Der Minuten-Kolbenring 2 weist eine konische Außenfläche 4, eine im Wesentlichen zylinderförmige Innenfläche 6, sowie eine obere Ringflanke 8 und eine untere Ringflanke 10 auf. Die obere Ringflanke 8 weist dabei zum Kolbenboden bzw. zu einem Brennraum und die untere Ringflanke 10 weist Richtung Kolbenhemd bzw. Richtung Kurbelgehäuse, unabhängig von einer eventuellen Einbaulage eines jeweiligen Verbrennungsmotors oder einer entsprechenden Kolbenmaschine. Der Minuten-Kolbenring 2 ist außen nahe der unteren Ringflanke 10 mit einer Rille oder einem Kanal 14 versehen, die außen in Umfangsrichtung des Minuten-Kolbenrings 2 verläuft.
  • Die obere Ringflanke 8 bildet zusammen mit der konischen Außenfläche 4 die obere Außenkante 30. Die obere Ringflanke 8 bildet zusammen mit der zylinderförmigen Innenfläche 6 die obere Innenkante 32. Die untere Ringflanke 10 bildet zusammen mit der konischen Außenfläche 4 die untere Außenkante 36. Die untere Ringflanke 10 bildet zusammen mit der zylinderförmigen Innenfläche 6 die untere Innenkante 38. In dem mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichneten Bereich ist mit einem erhöhten Verschleiß zu rechen, wobei sich in diesem Bereich durch einen Verschleiß eine Lauffläche herausbilden wird.
  • Die Rille 14 weist eine Breite oder Höhe 41 und eine Tiefe 42 auf. In 1 ist der Grund der Rille 14 mit dem Bezugszeichen 40 gekennzeichnet. Das Hüllrechteck 16 dient lediglich als Orientierung für den Konuswinkel α der konischen Außenfläche 4. Der Konuswinkel α ist etwas überzeichnet dargestellt.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbenrings mit einer Lauffläche 12 in einer Schnittansicht. Die Lauffläche 12 erstreckt sich von der Kante zwischen der konischen Außenfläche und der Lauffläche 34 bis zum unteren Ende der konischen Außenfläche 4, d. h. bis zur unteren Außenkante 36. Die Lauffläche 12 kann durch einen Verschleiß eines Ringes gemäß 1 entstehen. Die Lauffläche 12 kann ebenfalls durch Anläppen der unteren Kante eines Ringes gemäß 1 bis zu einer Anläppbreite 12 erzeugt werden.
  • 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbenrings mit einer Lauffläche 12 in einer Schnittansicht. In 3 ist der Konuswinkel α größer als in den 1 und 2. Diese Form von Kolbenringen wird auch als Fasenring bezeichnet.
  • Der Minuten-Kolbenring 2 von 3 ist mit einer Fase 18 zwischen der zylinderförmigen Innenfläche 6 und der unteren Ringflanke 10 versehen. Diese Fase erzeugt eine neue Kante 44 zwischen der Fase 18 und der unteren Kolbenringflanke 10. Durch die Fase wird in dem Ring ein sogenannter negativer Twist 20 erzeugt, der bewirkt, dass bei einem montierten Ring der Querschnitt des Rings nach außen gekippt wird. Durch den negativen Twist 20 wird der Winkel zwischen der konischen Außenfläche 4 und einer Zylinderinnenwand auf einen Winkel verkleinert, der kleiner ist als der Konuswinkel α der konischen Außenfläche 4.
  • 4 zeigt die Ausführungsform von 3 mit einem Innenwinkel 22 anstelle der Fase 18. Die Ausnehmung in Form eines Innenwinkels 22 erzeugt ebenfalls eine Kante 44 zwischen dem Innenwinkel 22 und der unteren Kolbenringflanke 10. Auch der Innenwinkel 22 erzeugt einen negativen Twist des Minuten-Kolbenrings 2.
  • In 4 ist die Lauffläche 12 leicht konisch ausgeführt. In 4 ist der Konuswinkel α größer als in den 1 und 2. In 4 wird eine gegenüber 3 leicht geänderte Lauffläche verwendet. Die Lauffläche 12 ist dabei mit dem gleichen Konuswinkel α versehen, wie die Konuns-Außenfläche 4. Es ist auch möglich an der Lauffläche einen anderen Winkel einzusetzen, der sich von dem Konuswinkel α unterscheidet. Die Lauffläche 12 liegt nun mit zwei Kanten an einer (nicht dargestellten) Kolbeninnenfläche auf. Durch diese Konstruktion kann eine besonders starke Ölabstreifwirkung erzielt werden.
  • 5 zeigt die Ausführungsform, die im Wesentlichen der Ausführungsform von 3 entspricht. Zusätzlich zu den Merkmalen der 3 ist der Kolbenring 3 als Nasen-Minutenring ausgeführt. Bei dem Ring von 5 ist die Unterkante der der Ringlauffläche 12 mit einer hinterdrehten Aussparung 24 versehen. Diese hinterdrehte Aussparung 24 bewirkt neben der Gasabdichtung ebenfalls eine Ölabstreifwirkung. Durch die hinterdrehte Aussparung 24 scheint der Kolbenring 2 eine „Nase“ aufzuweisen, weshalb solche Ringe auch als Nasen-Minutenringe bezeichnet werden. Die hinterdrehte Aussparung 24 bewirkt ein gewisses Volumen, in welchem sich das abgestreifte Öl sammeln kann, bevor es in die Ölwanne zurückläuft. Durch die Fase 18 wird auch bei dem Ring 2 von 5 ein negativer Twist 20 erzeugt.
  • Die Ausführungsform von 6 entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform von 5, wobei die Nase des Nasen-Minutenrings durch eine rechteckige Aussparung 26 gebildet wird. Auch die rechteckige Aussparung 26 bewirkt neben der Gasabdichtung ebenfalls eine erhöhte Ölabstreifwirkung. Der Twist 12 wird in 6 durch einen durch einen Innenwinkel 22 erreicht, der angefast ist.
  • 7 zeigt eine Aufsicht einen Minutenring gemäß 2. Aufgrund der Abmessungen ist der Kanal 14 in 7 nicht zu erkennen. In der oberen Ansicht ist die obere Flanke 8 am deutlichsten zu erkennen. Der Ring 2 weist zudem einen Ringstoß 28 auf, an der der Ring 2 geöffnet ist. Die innere Begrenzung des Kolbenrings wird durch die zylinderförmige Innenfläche 6 gebildet, wobei die obere Innenkante 32 durch den inneren Kreis dargestellt wird. Die gestrichelte Linie 18/22/44 stellt die verdeckte Kante 44 zwischen der Fase 18 bzw. dem Innenwinkel 22 und der unteren Ringflanke 10 dar.
  • Der Außenring 12/34/36 stellt die Anlauffläche 12, eine untere Außenkante 36 bzw. die Kante 34 zwischen der konischen Außenfläche 4 und der Lauffläche 12 dar. Die dicker ausgeführte Außenlinie schließt dabei auch die Rille 14 mit ein. Die geringe Tiefe 42 der Rille 14 lässt es nicht zu, die Rille 14 in 7 darzustellen.
  • 8 zeigt eine schematische Aufsicht einen Minutenring gemäß 2. Die die konische Außenfläche 4 ist stark vergrößert dargestellt, um den Verlauf der Rille 14 bzw. des Kanals 14 bzw. der Grund 40 der Rille 14 besser darstellen zu können. Die Rille ist aus der oberen Ansicht nicht sichtbar und wird daher durch eine gestrichelte Kreislinie dargestellt. In 8 weist die Rille 14 eine gleichmäßige Tiefe auf und verläuft jeweils bis zum Ringstoß 28. In der oberen Ansicht ist die obere Flanke 8 verkleinert dargestellt. Die innere Begrenzung des Kolbenrings wird durch die zylinderförmige Innenfläche 6 gebildet, wobei die obere Innenkante 32 durch den inneren Kreis dargestellt wird.
  • 9 zeigt eine schematische Aufsicht einen Minutenring gemäß 8. Im Gegensatz zu der 8 verläuft die Rille bzw. der Grund 40 der Rille wellenförmig mit 13 Vertiefungen. Auch in 9 verläuft die Rille bis zum Ringstoß.
  • 10 zeigt eine schematische Aufsicht einen Minutenring gemäß 8. Die Rille bzw. der Grund 40 der Rille verläuft hier wellenförmig mit nur fünf Vertiefungen. Die Rille bzw. der Grund 40 der Rille endet vor dem Ringstoß 28. Dadurch wird ein verbesserter Ölabstreifeffekt erreicht, da das in der Rille 14 gesammelte Öl nicht zum Ringstoß 28 hin ablaufen kann. Es ist ebenfalls vorgesehen, dass eine Ausnehmung 24 / 26, die die Nase bei einem Nasen-Minutenring bildet ebenfalls vor dem Ringstoß 28 endet.
  • Ein erfindungsgemäßer Minutenring mit einer Rille weist dabei die folgenden Vorteile auf:
    Bessere Ausprägung des Schmierfilmes zur Vermeidung von Brandspuren und Fressern sowie die Bereitstellung eines Ölhaltevolumens zur Optimierung der Notlaufeigenschaften.
  • Die Zeichnungen stellen lediglich beispielhafte Ausführungsformen dar. Um die Anmeldung nicht unnötig lang auszuführen, wurde auf viele verschiedene Darstellungen von Ausführungsformen verzichtet. Es sollte jedoch klar sein, dass auch verschiedene Kombination von Merkmalen, die sich aus Kombination der Merkmale der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ergeben, ebenfalls als offenbart angesehen werden sollen. So soll es auch im Rahmen dieser Beschreibung als offenbart angesehen werden unterschiedliche Rillenformen mit unterschiedlichen Ausnehmungen für negativen Twist zu kombinieren. So solle es auch im Rahmen dieser Beschreibung als offenbart angesehen werden unterschiedliche Rillenformen mit unterschiedlichen Ausnehmungen für unterschiedliche Nasenformen zu kombinieren.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Minuten-Kolbenring
    4
    konische Außenfläche
    6
    zylinderförmige Innenfläche
    8
    obere Ringflanke 8
    10
    untere Ringflanke
    12
    Lauffläche / Anläppbreite
    14
    Rille oder Kanal
    16
    Hüllrechteck
    18
    Fase
    20
    negativer Twist
    22
    Innenwinkel
    24
    hinterdrehte Aussparung
    26
    rechteckige Aussparung
    28
    Ringstoß
    30
    obere Außenkante
    32
    obere Innenkante
    34
    Kante zwischen der konischen Außenfläche und der Lauffläche
    35/36
    untere Außenkante
    38
    untere Innenkante
    40
    Grund der Rille 14
    41
    Breite oder Höhe der Rille
    42
    Tiefe der Rille
    44
    Kante zwischen der Fase/dem Innenwinkel und der unteren Kolbenringflanke
    α
    Konuswinkel der konischen Außenfläche 4
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19942242 A1 [0004]
    • US 7207517 B2 [0004]

Claims (16)

  1. Minuten-Kolbenring (2) umfassend eine zumindest abschnittsweise konische Außenfläche (4), eine im Wesentlichen zylinderförmige Innenfläche (6), eine obere Ringflanke (8) und eine untere Ringflanke (10), wobei die Außenfläche (4) nahe der unteren Ringflanke (10) mit einer Rille (14) versehen ist, die außen in Umfangsrichtung verläuft.
  2. Minuten-Kolbenring (2) gemäß Anspruch 1, weiter umfassend: eine im wesentlichen zylindrische äußere Lauffläche (12), die an einem Übergang von der konischen Außenfläche (4) zu der unteren Ringflanke (10) angeordnet ist, und wobei die Rille (14) innerhalb der im Wesentlichen zylindrischen Lauffläche (12) angeordnet ist.
  3. Minuten-Kolbenring (2) gemäß Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend eine Fase (18) oder Ausnehmung (22) zwischen der zylinderförmigen Innenfläche (6) und der unteren Ringflanke (10).
  4. Minuten-Kolbenring (2) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend eine Nase (24, 26) an einem Übergang von der Außenfläche (4) oder der Lauffläche (12) zu der unteren Ringflanke (10).
  5. Minuten-Kolbenring (2) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Außenflächen der Lauffläche (12) ebenfalls konisch ausgeführt sind.
  6. Minuten-Kolbenring (2) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rille (14) eine gleichmäßige Tiefe (42) aufweist.
  7. Minuten-Kolbenring (2) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1–5, wobei die Rille (14) eine variable Tiefe (42) aufweist.
  8. Minuten-Kolbenring (2) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1–5, und 7, wobei die Tiefe (42) der Rille (14) in Radialrichtung wellenförmig zu- und abnimmt.
  9. Minuten-Kolbenring (2), gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Tiefe der Rille (14) zwischen 0,1 mm und 0,8mm, bevorzugt zwischen 0,15mm und 0,6mm und weiter bevorzugt zwischen 0,2mm und 0,4mm beträgt.
  10. Minuten-Kolbenring (2), gemäß Anspruch 7, wobei eine Tiefenvariation der Rille (14) 50% beträgt.
  11. Minuten-Kolbenring (2), gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rille (14) eine konstante Breite zwischen 0,2mm und 1,0mm, bevorzugt zwischen 0,3mm und 0,8mm und weiter bevorzugt zwischen 0,4mm und 0,6mm aufweist.
  12. Minuten-Kolbenring (2), gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die im Wesentlichen zylindrische Lauffläche (12) eine konstante Breite zwischen 0,4 mm und 1,8mm, bevorzugt zwischen 0,6mm und 1,4mm und weiter bevorzugt zwischen 0,8mm und 1,0mm aufweist.
  13. Minuten-Kolbenring (2), gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die Rille (14) eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner ist als 1mm2, bevorzugt kleiner als 20,5mm2 und weiter bevorzugt kleiner als 0,3mm2 ist.
  14. Minuten-Kolbenring (2), gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die im Wesentlichen zylindrische Lauffläche (12) eine konstante Breite aufweist, die mindestens doppelt groß und höchstens drei Mal so groß ist, wie eine konstante Breite der Rille (14).
  15. Minuten-Kolbenring (2), gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die konstante Breite der Rille (14) kleiner als 1/5, bevorzugt kleiner als 1/8 und weiter bevorzugt kleiner als 1/10 einer Gesamtdicke des Minuten-Kolbenrings (2) ist.
  16. Minuten-Kolbenring (2), gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kolbenring einen Ringstoß (28) aufweist, und wobei die Rille (14) vor dem Ringstoß (28) endet.
DE102013205908.6A 2013-04-04 2013-04-04 Minuten-Kolbenring mit einer Rille Ceased DE102013205908A1 (de)

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