DE1080367B

DE1080367B - Seal for piston

Info

Publication number: DE1080367B
Application number: DES54945A
Authority: DE
Inventors: Elemer Szigeti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-09-28
Filing date: 1957-08-30
Publication date: 1960-04-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für Kolben mittels zweier Ringsegmentgarnituren, die in axialer Richtung übereinander und in Umfangsrichtung sich übergreifend angeordnet sind, nach Patent 1 062 505. Sie bezweckt eine Kolbenabdichtung zu schaffen, die eine S icherung und Verbesserung der Lauf eigenschaften des Kolbens in seinem Zylinder und der Abdichtung ergibt und die in einfacherer Weise als dies bisher der Fall war herstellbar ist. Zur Erreichung einer entsprechenden Führung des Kolbens in seinem Zylinder sowie zu seiner Abdichtung wurden bisher Kolbenringe in den verschiedensten Ausführungsformen verwendet. Einteilige Kolbenringe haben den Nachteil, daß sie sich dem Zylinder nicht entsprechend anpassen können, so daß man den Zylinder, sobald er nach einer längeren Betriebsdauer eine ovale Querschnittsform angenommen hat, ausschleifen muß. Um das Ausschleifen von Zylindern zu ersparen, sind mehrteilige Kolbenringe bekannt, bei welchen jedoch Schwierigkeiten bestehen, eine genügende Abdichtung an den Stoßstellen der Ringteile herbeizuführen. Es ist wohl möglich, diese Abdichtung zu erzielen, jedoch in der Regel nur unter einem größeren Aufwand konstruktiver Mittel, die die Herstellung solcher mehrteiliger Kolbenringe umständlich und damit teuer machen. Ein Vorschlag zur Erzielung einer entsprechenden Abdichtung bzw. Führung besteht darin, mindestens zwei Ringsegmentgarnituren vorzusehen, die in axialer Richtung übereinander und in Umfangrichtung sich übergreifend angeordnet sind. Der Nachteil dieses Vorschlages besteht darin, daß bei einem Verdrehen der Ringsegmentgarnituren die Möglichkeit besteht, daß die Stoß stellen Ringsegmente zur Deckung kommen, wodurch Unddchtheiten entstehen. Die Verhinderung einer Verdrehung ist verhältnismäßig umständlich. Es besteht daher ein erhebliches Bedürfnis, den an den Kolbenlauf und die Abdichtung des Arbeitsraumes eines Zylinders gestellten Anforderungen in einfacherer und billigerer Weise und zweckentsprechender gerecht zu werden, als dies bisher möglich war.The invention relates to a seal for pistons by means of two ring segment sets, which in axial Direction on top of each other and in the circumferential direction are arranged overlapping, according to patent 1 062 505. Its purpose is to create a piston seal that secures and improves the running properties of the piston in its cylinder and the seal results in a simpler way than before the case was producible. To achieve a corresponding guidance of the piston in its cylinder and for its sealing, piston rings in the most varied of designs have been used up to now. One-piece piston rings have the Disadvantage that they cannot adapt to the cylinder accordingly, so that you can open the cylinder as soon as he has assumed an oval cross-sectional shape after a long period of operation, must be grinded. Around To save the grinding of cylinders, multi-part piston rings are known, but which Difficulties exist in bringing about a sufficient seal at the joints between the ring parts. It It is possible to achieve this seal, but usually only with a greater amount of constructive effort Means that make the production of such multi-part piston rings cumbersome and therefore expensive do. One suggestion for achieving a suitable seal or guide is to Provide at least two ring segment sets, one above the other in the axial direction and in the circumferential direction are arranged across the board. The disadvantage of this proposal is that with a Turning the ring segment sets, there is a possibility that the shock put ring segments to Cover, which creates imperfections. The prevention of twisting is proportionate laborious. There is therefore a considerable need for the piston barrel and the seal the working space of a cylinder made requirements in a simpler and cheaper way and more appropriate to be fair than was previously possible.

Die Erfindung entspricht diesen Anforderungen im wesentlichen dadurch, daß mindestens eine der die Ringsegmentgarnituren aufnehmenden Nuten aus in Umfangrichtung liegenden Segmentausnehmungen besteht und beide Nuten zusammen, in Umfangrichtung gesehen einen mäanderförmigen Verlauf nehmen. Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Seg-mentausnehmungen auf der dem Kolbenboden zugekehrten Seite einer Umfangsnut angeordnet. Die "^rWraxig erstreckt sich ferner darauf, daß die zwischen den Segmentausnehmungen stehenbleibenden Stegteile des Kolbens als Anschlagflächen für die in den Segmentausnehmungen eingesetzten Ringsegmente Abdichtung für KolbenThe invention essentially corresponds to these requirements in that at least one of the grooves receiving the ring segment sets consists of segment recesses lying in the circumferential direction and both grooves together, seen in the circumferential direction, have a meandering course. According to one embodiment of the invention, the segment recesses are arranged on the side of a circumferential groove facing the piston head. The "^ rWraxig also extends to the fact that the web parts of the piston that remain between the segment recesses act as stop surfaces for the ring segments inserted in the segment recesses as a seal for the piston

Zusatz zum Patent 1 062 505Addendum to patent 1,062,505

Anmelder:
Elemer Szigeti, Tervuren (Belgien)Applicant:
Elemer Szigeti, Tervuren (Belgium)

Vertreter: Dxpl.-Ing. K. Wessel, Patentanwalt,
Braunschweig, Jasperallee 1 aRepresentative: Dxpl.-Ing. K. Wessel, patent attorney,
Braunschweig, Jasperallee 1 a

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 28. September 1956Claimed priority:
Austria from September 28, 1956

Elemer Szigeti, Tervuren (Belgien),
ist als Erfinder genannt wordenElemer Szigeti, Tervuren (Belgium),
has been named as the inventor

ausgebildet sind. Zur Sicherung einer Flächenberührung zwischen den Ringsegmenten der verschiedenen Ringsegmentgarnituren ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die axiale Höhe der zwischen den Segmentausnehmungen stehenbleibenden Stegteile des Kolbens geringer ist als die axiale Tiefe der Segmentausnehmungen. bzw. als die axiale Stärke der Ringsegmente. Schließlieh bezieht sich die Erfindung noch darauf, daß die in den Segmentausnehmungen lagernden Ringsegmente in an sich bekannter Weise durch Federn nach außen gepreßt sind.are trained. To ensure surface contact between the ring segments of the various Ring segment sets are provided according to the invention that the axial height of the remaining between the segment recesses Web parts of the piston is less than the axial depth of the segment recesses. or as the axial strength of the ring segments. Finally, the invention also relates to the fact that in the segment recesses bearing ring segments are pressed outwardly by springs in a manner known per se.

Der erfindungsgemäße Kolben ergibt den Vorteil, daß in einfachster Weise eine Abdichtung gegen den Zylinder,, insbesondere in axialer Richtung, hergestellt und auch auf Dauer aufrechterhalten werden kann Die Herstellung des Kolbens selbst und der Ringsegmente wird trotz der verbesserten Wirkungsweise gegenüber den bekannten Lösungsvorschlägen nicht vorkompliziert, ja in vielen Fällen sogar wesentlich einfacher gestaltet.The piston according to the invention has the advantage that a seal against the Cylinder, especially in the axial direction, can be produced and maintained over the long term The production of the piston itself and the ring segments is in spite of the improved mode of operation Compared to the known proposed solutions, it is not precomplicated, and in many cases even essential made simpler.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche einige beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kolbens schematisch veranschaulicht. Es zeigtFurther details of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, some of which are for example Embodiments of the piston according to the invention illustrated schematically. It shows

Fig. 1 in abgewickelter Darstellung den mit Ringsegmenten versehenen Teil eines Kolbens in einer ersten Ausführungsform und1 shows the part of a piston provided with ring segments in a developed representation first embodiment and

Fig. 2 in gleicher Darstellungsweise eine zweite Ausführungsform,2 shows a second embodiment in the same manner of representation,

909 78T/215909 78T / 215

Fig. 3 eine Ansicht¹ eines Kolbens nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,3 shows a view ^{1 of} a piston according to an embodiment of the invention,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 und . . 4 shows a section along the line IV-IV of FIGS. 3 and. .

Fig. 5 einen Schnitt nach V-V der Fig. 3.
" Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführurigsföfm" eines Kolbens ist eine Kolbenringnut 2 einer üblichen Abmessung und Gestalt mit Segmentausnehmungen 6 versehen, die zweckmäßig gegen den Kolbenboden hin liegen. In der Kolbennut 2 sind Ringsegmente 3 eingelegt, die in Umfangsrichtung stumpf gegeneinanderstoßen. Diese Stoßstellen 4 sind durch in die Segmentausnehmungen 6 eingelegte Ringsegmente 7 abgedeckt. Durch die Flächenberührung zwischen den_ Ringsegmenten 7 und den Ringsegmenten 3 wird unter dem Verdichtungsdruck bzw. dem Druck der expandierenden Gase od. dgl. die Abdichtung gewährleistet.FIG. 5 shows a section according to VV of FIG. 3.
"In the embodiment" of a piston shown in FIG. 1, a piston ring groove 2 of conventional dimensions and shape is provided with segment recesses 6, which expediently lie against the piston head. In the piston groove 2, ring segments 3 are inserted, which butt against each other in the circumferential direction. These joints 4 are covered by ring segments 7 inserted into the segment recesses 6. The surface contact between the ring segments 7 and the ring segments 3 ensures sealing under the compression pressure or the pressure of the expanding gases or the like.

Bei der Ausführungsform eines Kolbens nach Fig. 2 besitzt der Kolben eine mäanderartig verlaufende Nut, die sich aus miteinander in Verbindung stehenden Segmentausnehmungen 8 zusammensetzt. Jede Segmentausnehmung verläuft in Umfangsrichtung und ist nach außen, also den Zylinder hin offen und besitzt seitlich radiale Begrenzungen 5 (s. Fig. 4 und 5). Zwischen je zwei Segmentausnehmungen 8 verbleiben Stegteile 11 des Kolbens 1. Die in axialer Richtung übereinanderliegenden Segmentausnehmungen 8 übergreifen sich in Umfangsrichtung. In die Segmentausnehmungen 8 sind Ringsegmente 3 eingelegt, die an den Stellen 9 in Flächenberührung stehen. Die axiale Höhe der Stegteile 11 des Kolbens 1 ist geringer als die axiale Tiefe der Ringausnehmungen 8 bzw. als die axiale Stärke der Ringsegmente 3, wodurch die Flächenberührung an den Stellen 9 gewährleistet erscheint.In the embodiment of a piston according to FIG. 2, the piston has a meandering shape Groove, which is composed of interconnected segment recesses 8. Every The segment recess runs in the circumferential direction and is open to the outside, ie the cylinder and has lateral radial boundaries 5 (see FIGS. 4 and 5). Between every two segment recesses 8 what remains are web parts 11 of the piston 1. The segment recesses lying one above the other in the axial direction 8 overlap in the circumferential direction. Ring segments 3 are inserted into the segment recesses 8, which are in surface contact at points 9. The axial height of the web parts 11 of the piston 1 is less than the axial depth of the annular recesses 8 or as the axial thickness of the ring segments 3, whereby the surface contact at the points 9 is ensured appears.

In der Fig. 3 bis 5 ist ein üblicher Kolben 1 in Ansicht bzw. im Querschnitt veranschaulicht, welcher mit einer Ringsegmentanordnung gemäß der Fig. 2 versehen ist. Aus dieser Figur ist zu entnehmen, daß zweckmäßigerweise die Stellen 9 der Flächenberührung der Kolbenringsegmente gegeneinander versetzt liegen. Eine gleiche Anordnung kann an sich auch für ölabstreifringe 3', wie in Fig. 3 dargestellt ist, gewählt werden.3 to 5, a conventional piston 1 is illustrated in view or in cross section, which is provided with a ring segment arrangement according to FIG. From this figure it can be seen that expediently, the points 9 of the surface contact of the piston ring segments offset from one another lie. The same arrangement can also be used for oil control rings 3 ', as shown in FIG is to be chosen.

Aus den Querschnitten der Fig. 4 und 5 ist veranschaulicht, in welcher Weise durch einfach gebogene oder wellenförmig gebogene Federn 10 das radiale Anpressen der Ringsegmente 3 gegen eine Zylinderwandung bewirkt werden kann. Aus dieser Figur ergibt sich auch, daß" die Ringsegmente 3 in , .Umfangrichtung durch die Segmentausnehmung 8 selbst festgehalten sind.From the cross sections of FIGS. 4 and 5 it is illustrated in what way by simply curved or springs 10 curved in a wave-like manner, the radial pressing of the ring segments 3 against a cylinder wall can be effected. This figure also shows that "the ring segments 3 in ,. Circumferential direction are held by the segment recess 8 itself.

Die Erfindung ermöglicht es, den Kolben selbst _ sowie die zu seiner Führung und Abdichtung notwendigen Ringsegmente in einfachster Weise herzustellen. Letztere können in üblicher Weise gegossen werden, worauf aus einem einzelnen Ring etwa drei Segmente, deren jedes sich über einen Winkel von 120° erstreckt, gebildet werden. Bei der in Fig. 2 ίο bis 5 dargestellten Anordnung beträgt der Übergriff der einzelnen Segmente an den Stellen 9 sodann etwa 30°, wodurch eine besonders gute Abdichtung erzielt ist. Die einfache Form der Kolbenringsegmente er-.. möglicht auch eine Herstellung aus gesintertem Eisen, aus Kunststoffen u. dgl.The invention makes it possible to use the piston itself as well as those necessary for its guidance and sealing Produce ring segments in the simplest way. The latter can be poured in the usual way whereupon from a single ring about three segments, each of which extends over an angle of 120 ° extends, are formed. In the arrangement shown in Fig. 2 ίο to 5, the overlap is the individual segments at the points 9 then about 30 °, whereby a particularly good seal is achieved is. The simple shape of the piston ring segments also enables them to be made from sintered Iron, made of plastics and the like.

Claims

Patent claims:

1. Sealing for pistons by means of two ring segment sets, which overlap in the axial direction and in the circumferential direction are arranged, according to patent 1 062 505, characterized in that at least one of the the ring segment fittings receiving grooves from segment recesses lying in the circumferential direction consists and both grooves together, seen in the circumferential direction, a meander-shaped Take course.

2. Seal for piston according to claim 1, characterized in that the segment recesses are arranged on the side of a circumferential groove facing the piston head.

3. Seal for piston according to claim 1 or 2, characterized in that the between the segment recesses remaining web parts of the piston as stop surfaces for the in the segment recesses inserted ring segments are formed.

4. Seal for piston according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the axial height of the web parts of the piston that remain between the segment recesses is less than the axial depth of the segment recesses or than the axial thickness of the Ring segments.

5. Seal for piston according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ring segments mounted in the segment recesses in a manner known per se by means of springs are pressed outwards.

1 sheet of drawings