DE1085733B

DE1085733B - Compound piston ring

Info

Publication number: DE1085733B
Application number: DES55497A
Authority: DE
Original assignee: Sealed Power Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1956-10-22
Filing date: 1957-10-11
Publication date: 1960-07-21

Description

wechselnder Folge radial einwärts weisende und radial alternating sequence radially inward and radially

auswärts weisende, durch stegartige Wellenflanken verbundene Scheitelabschnitte aufweist, bekannt. Diese bekannten Kolbenringe konnten jedoch in axialerhas outwardly pointing, connected by web-like wave flanks apex sections, known. These known piston rings could, however, in axial

Richtung des Kolbens nicht federn, so daß immer Direction of the piston does not spring, so that always

noch eine gewisse Gefahr bestand, daß sich die Ringethere was still some risk of the rings

verkanten. Ferner lagen diese bekannten Kolbenringe «tilt. Furthermore, these well-known piston rings were "

auch nicht mit ihrer ganzen Fläche an der Kolbennut pj_g- 4 _e}_ne vergrößerte Seitenansicht des Spreiz-not even with its entire surface on the piston groove pj _g- 4 _e } _ne enlarged side view of the expansion

an. Die Erfindung will demgegenüber dem Abstand- 25 organs nach seiner Wellung, unter Verwendung des halter die Aufgabe zuweisen, die Ringscheiben flächig Ausgangsmaterials nach Fig. 1 und 2; die Darstellung an die Nutflanken anzudrücken, und zwar soll der Ab- umfaßt zugleich einen horizontalen Schnitt durch standhalter hierzu eine federnde Kraft ausüben. Die _einen Kolben in der Höhe einer ölringnut, wobei die Erfindung empfiehlt demgemäß, daß die radial aus- L_age der Ringschienen wiedergegeben ist und die wärts weisenden Scheitelabschnitte und die Wellen- 30 _obere Ringschiene teilweise weggebrochen dargeflanken durchgehende, von den einwärts weisenden stellt ist;at. In contrast, the invention seeks to assign the task to the spacer organs after its corrugation, using the holder, to make the annular disks flat starting material according to FIGS. 1 and 2; to press the representation against the groove flanks, namely the Ab- should at the same time include a horizontal section through brackets exert a resilient force for this purpose. The _e inen piston in the height of an oil ring groove, the invention recommends, accordingly, that the off radially L _age of the ring shanks is reproduced and the Windwärts facing apex portions and the shaft 30 _upper annular rail dargeflanken partially broken away through, is facing the inward is ;

Scheitelabschnitten begrenzte Schlitze enthalten und pjg. 5' _einen vergrößerten senkrechten TeilschnittApex sections contain delimited slots and pjg. 5 _'e inen enlarged vertical part-section

in axialer Richtung federnd nachgiebige Widerlager nach Linie V-V der Fi°\ 4;in the axial direction resilient abutments according to line V-V of Fi ° \ 4;

für die Ringscheiben bilden. _Fig. g _{eineri der} p^ 5 entsprechenden Teilschnitt,form for the ring disks. _Fig . g corresponding _{eineri the} p ^ 5 partial section,

Die Federung des Abstandhalters kann dadurch 35 wobei das Spreizorgan aus einem Ausgangsmaterial unterstützt und gesteigert werden, daß die einwärts gemäß Fig. 3 hergestellt ist;The suspension of the spacer can thereby 35 whereby the expansion element is made from a starting material be supported and increased that the inward is made according to FIG. 3;

weisenden Scheitelabschnitte mittels Lippen verbrei- Fig. 7 die Draufsicht auf einen Kolben mit einemfacing apex sections by means of lips spread Fig. 7 the plan view of a piston with a

tert sind, welche an den inneren Kanten der Ring- Ri_ng gemäß Fig. 6, wobei der Kolben an einer Seite scheiben anliegen und in radialer Einwärtsrichtung zwecks Freilegung, des Ringes geschnitten ist und in leicht derart geneigt sind, daß sie die aufsitzenden 40 einem zugehörigen Zylinder sitzt. Ringscheiben in axialer Richtung von dem Abstand- Entsprechend der Erfindung ist das Dehnungsorgantert are, which on the inner edges of the ring Ri _n g according to FIG. 6, the piston resting on one side and disks in the radial inward direction for the purpose of exposing the ring is cut and slightly inclined so that they are the seated 40 an associated cylinder. Ring disks in the axial direction from the distance- According to the invention, the expansion member

halter wegdrängen. _aus einem flachen Bandstück 1 gefertigt, welches sopush holder away. _{made of} a flat piece of tape 1, which so

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung ausgestanzt ist, daß in vorbestimmten Abständen volle soll in Verbindung mit der Zeichnung eine nähere Abschnitte 2 bestehenbleiben. Zwischen aufeinander-Erläuterung gegeben werden. In der Zeichnung zeigt 45 folgenden Abschnitten 2 liegen Längsschlitze 3, welche Fig. 1 die Draufsicht auf ein Stück Ausgangsmate- von den einander zuweisenden Längskanten des Bandrial, aus welchem das Abstand- oder Spreizorgan her- materials 1 flankiert werden. An den beiden Kanten gestellt wird; die Darstellung ist auf zwei Abschnitte _si_nd außerdem flache Längsausschnitte vorgesehen, des Spreizorgans beschränkt; welche sich nicht über die ganze Länge zwischen denTo facilitate understanding of the invention it is punched out that full sections 2 should remain in connection with the drawing at predetermined intervals. Between each other's explanations are given. In the drawing, 45 following sections 2 show longitudinal slits 3, which FIG. Is placed on both edges; the illustration is also provided for two sections _s i _n d, also flat longitudinal cutouts, of the spreader member; which does not extend over the entire length between the

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach Linie H-II 5° vollen Abschnitten 2 erstrecken; vielmehr sind in der2 shows a vertical section along line H-II 5 ° full sections 2; rather are in the

der Fig. 1;of Fig. 1;

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Draufsicht auf
eine andere Ausbildung des Ausgangsmaterials für das
Spreizorgan;FIG. 3 shows a plan view corresponding to FIG. 1
a different formation of the starting material for the
Spreader;

Mitte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten 2 kurze nach außen vorspringende Zungen 4 vorgesehen. Im Bereich der vollen Abschnitte 2 bleiben die Kanten des Bandmaterials unverändert, so daßIn the middle between two successive sections 2 short outwardly projecting tongues 4 are provided. In the area of the full sections 2, the edges of the strip material remain unchanged, so that

009 567/186009 567/186

vorspringende Lippen 5 entstehen, deren Breite der Breite der Abschnitte 2 entspricht. Die Verbindungsglieder zwischen den Abschnitten 2, welche beiderseits der Schlitze 3 liegen, sind mit 6 bezeichnet; sie besitzen genügend große Länge, so daß bei der nachfolgenden Wellung des Streifens die vollen Abschnitte 2 die inneren Wellenscheitel bilden, während die Teile 6 sowohl die äußeren Scheitel 6 b der Wellung bilden als auch die Streben, welche die voneinander entfernten Scheitel teile der Wellung miteinander verbinden.protruding lips 5 are produced, the width of which corresponds to the width of the sections 2. The connecting links between the sections 2, which are on both sides of the slots 3, are denoted by 6; they have sufficient length so that in the subsequent corrugation of the strip, the full sections 2 form the inner corrugation crests, while the parts 6 form both the outer apex 6 b of the corrugation and the struts which share the apex of the corrugation with each other associate.

Ein Stück solchen Bandmaterials, welches für die Bildung eines ringförmigen Spreizorgans ausreicht und in der angegebenen Weise vorbereitet ist, wird in der waagerechten Ebene gewellt, wie es in Fig. 4 deutlich veranschaulicht ist; diese Wellung erfolgt nach dem Abbiegen und der einwärts gerichteten Abflachung der Zungen 4, wie es in Fig. 2 veranschaulicht ist, so daß die oberen und unteren Flanken der oben und unten liegenden Zungen in Ebenen unterhalb bzw. oberhalb der Kanten der Lippen 5 liegen. Die Teile 6 sind im wesentlichen U-förmig gebogen und bilden einen wellförmigen Abstandhalter von allgemeiner ringförmiger Gestalt, wobei die Enden aneinanderstoßen, wie es bei 7 in Fig. 4 veranschaulicht ist. Ein solcher Abstandhalter besitzt anfänglich einen größeren Durchmesser, als es dem Durchmesser entspricht, den der Abstandhalter einnimmt, wenn er in Umfangsrichtung zusammengefügt und bei dem Einbau in einen Maschinenzylinder verkürzt wird. Eine solche Zusammenfassung in der Umfangsrichtung und Verkürzung der Abstandhalter hat zur Folge, daß in dem Abstandhalter Spreizkräfte zur Wirkung kommen, welche den Abstandhalter auseinanderdrängen und ihn befähigen, seinen ursprünglichen größeren Umfang einzunehmen, den er vor der Sparung besaß.A piece of such band material which is sufficient for the formation of an annular expansion element and is prepared in the manner indicated, is corrugated in the horizontal plane, as shown in Fig. 4 is clearly illustrated; this corrugation takes place after the turning and the inwardly directed flattening of the tongues 4, as illustrated in Fig. 2, so that the upper and lower flanks of the Tongues lying above and below lie in planes below and above the edges of the lips 5, respectively. the Parts 6 are bent in a substantially U-shape and form a corrugated spacer of more general annular shape with the ends abutting as illustrated at 7 in FIG. Such a spacer initially has a larger diameter than it corresponds to the diameter, which the spacer occupies when it is joined together in the circumferential direction and during installation is shortened into a machine cylinder. Such a summary in the circumferential direction and Shortening the spacer means that expansion forces come into effect in the spacer, which force the spacer apart and enable it to retain its original larger size to take that he owned before he saved.

Ein solches Abstandsorgan wird mit einer oberen und einer unteren unterteilten dünnen Ringschiene 8 zusammengefügt, wobei eine Ringschiene unterhalb und die andere oberhalb des Abstandhalters liegt. Die Ringschiene und der Abstandhalter werden in eine Ölringnut 9 eines Kolbens 10 eingesetzt. Die Lippen 5 werden spitzwinkelig zur Vertikalen gebogen, und zwar die oberen Lippen nach einwärts und aufwärts und die unteren Lippen nach einwärts und abwärts, wie es die Fig. 5 und 6 veranschaulichen. Die U-förmigen Wellungen, die von den inneren Scheitel teilen ausgehen, sind auf ihrer ganzen Länge zwischen den inneren Scheitelteilen 2 von den Schlitzen 3 durchsetzt, und zwar derart, daß die Wellungen mit einem gewissen Widerstand in axialer Richtung nachgiebig sind. Nach dem Einbau in einen Kolben gemäß Fig. 5 und Einführung des Kolbens in einen Zylinder 11 bewirkt die Spreizkraft des Spreizorgans, die durch die Lippen 5 auf die inneren Kanten der Ringschienen 8 ausgeübt wird, daß die Ringschienen nach außen gedrängt werden und mit ihren Außenkanten unter einem gewünschten Druck gegen die Zylinderwand gedrückt werden; außerdem wird durch die Keilwirkung der schrägstehenden Lippen, die an den inneren Kanten der Ringschienen zur Wirkung kommt, ein dichtes Anpressen der Ringschienen an den Flanken der Ringnut 9 geschaffen.Such a spacer element is provided with an upper and a lower subdivided thin ring rail 8 joined together, with one ring rail below and the other above the spacer. the The ring rail and the spacer are inserted into an oil ring groove 9 of a piston 10. The lips 5 are bent at an acute angle to the vertical, namely the upper lips inwards and upwards and the lower lips inwardly and downwardly as FIGS. 5 and 6 illustrate. The U-shaped Corrugations that start from the inner vertex parts are along their entire length between the inner apex parts 2 penetrated by the slots 3, in such a way that the corrugations with a certain Resistance are compliant in the axial direction. After installation in a piston according to FIG. 5 and introduction of the piston into a cylinder 11 causes the spreading force of the spreader, which by the Lips 5 are exerted on the inner edges of the ring rails 8 that the ring rails are pushed outwards are pressed with their outer edges under a desired pressure against the cylinder wall will; in addition, the wedge effect of the oblique lips on the inner edges the ring rails comes into effect, a tight pressing of the ring rails against the flanks of the ring groove 9 created.

Die einwärts gebogenen Vorsprünge 4, welche gemäß Fig. 5 obere und untere Anschläge bilden, vergrößern die axiale Abmessung der Wellungen an deren äußeren Teilen, so daß normalerweise die gesamte axiale Abmessung des Rings von der Außenflanke einer Ringschiene bis zur Außenflanke der anderen Ringschiene etwas größer ist als die Breite der Ringnut.The inwardly bent projections 4, which form upper and lower stops according to FIG. 5, enlarge the axial dimension of the corrugations on their outer parts, so normally the entire axial dimension of the ring from the outer flank of a ring rail to the outer flank of the other ring rail is slightly larger than the width of the ring groove.

Unter diesen Umständen kommen die Ringschienen beim Einsetzen in die Ringnut an den oberen und unteren Flanken der Ringnut mit ihren außenliegenden Teilen fest zur Anlage und außerdem an den Vorsprüngen 4, so daß sie die Teile der Wellung, welche oberhalb und unterhalb eines Schlitzes 3 liegen, gegeneinanderdrängen. Diese Spannung und Verformung der nach außen vorspringenden Wellungen wird nur wenige tausendstel mm ausmachen; dies reicht aber aus, um eine enge Anpassung des äußeren Teils der Außenflanken der Ringschienen an den Flanken der Ringnut sicherzustellen, und zwar unter allen im Betrieb vorkommenden Verhältnissen, während die inneren Teile der Ringschienen natürlich dicht an den inneren Teilen der Seitenflanken der Ringnut anliegen, und zwar unter dem Einfluß der abgeschrägten Lippen 5.Under these circumstances, the ring rails come when inserted into the ring groove on the upper and lower flanks of the annular groove with their outer parts firmly to the plant and also to the projections 4, so that they urge the parts of the corrugation which are above and below a slot 3 against each other. This tension and deformation of the outwardly protruding corrugations will only amount to a few thousandths of a mm; but this is enough made to a close adaptation of the outer part of the outer flanks of the ring rails to the flanks of the Ensure ring groove, under all conditions occurring in operation, while the inner parts of the ring rails naturally lie tightly against the inner parts of the side flanks of the ring groove, under the influence of the beveled lips 5.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3, 6 und 7 sind die Vorsprünge oder Zungen 4 nicht vorgesehen. Nachdem die Schlitze 3 mit paralleler Begrenzung gestanzt sind, wobei zwischen den festen Abschnitten 2 die Teile 6 verbleiben, wird in einem zweiten Arbeitsgang der Schlitz in den mittleren Bereich, und zwar im wesentlichen in der Mitte zwischen den Schlitzenden geweitet, dadurch erhalten die Teile 6 eine Bogenform, wie es bei 6 a veranschaulicht ist, und es entstehen Schlitze 3 a, welche in der Mitte ihre größten Weiten besitzen und in Richtung auf ihre Enden schmaler werden und die Teile 6 zwischen ihren Außenkanten im mittleren Bereich die größte Breite aufweisen und in Richtung auf die festen Abschnitte 2, von welchen sie ausgehen, am schmälsten sind.In the embodiment according to FIGS. 3, 6 and 7, the projections or tongues 4 are not provided. After the slots 3 have been punched with parallel delimitation, with the parts 6 remaining between the fixed sections 2, in a second operation the slot is widened into the central area, namely essentially in the middle between the slot ends, thereby obtaining the parts 6 an arc shape, as illustrated at 6 a , and there arise slots 3 a, which have their largest widths in the middle and are narrower towards their ends and the parts 6 between their outer edges in the central area have the greatest width and in Direction of the fixed sections 2, from which they start, are narrowest.

Wenn die Wellungen in der bereits beschriebenen Weise hergestellt werden, so erhalten die inneren Scheitelteile 2 mit den schrägverlaufenden Lippen 5 die gleiche Ausbildung wie bei der ersten Ausführungsform; der mittlere Teil des Schlitzes 3 a, der die größte Breite besitzt, liegt aber nunmehr an den äußeren Bereichen oder an den äußeren Scheitelteilen der Wellung; die Breite der Schlitze nimmt von den inneren Scheitelteilen allmählich nach außen zu, wie das Fig. 6 veranschaulicht. Diese Aufweitung ist ausreichend, um beim Einbau der Ringschienen und des Spreizorgans in die Nut 9 des Kolbens 10 zu bewirken, daß die Ringschienen dicht an einer Flanke der Ringnut anliegen und die äußeren Teile der Wellung 6 gegeneinanderdrängen, was dadurch möglich ist, daß der Schlitz 3 sich über die ganze Länge der Wellung, d. h. über die Länge der Welfenstrecke und der äußeren Scheitelteile erstreckt. Es wird daher der auf die Ringschienen an deren äußeren Teilen ausgeübte Druck genügend groß sein, um die Ringschienen in bündiger Anlage an den Flanken der Ringnut bzw. an den nahe der Zylinderbohrung liegenden Stellen zu halten, wodurch ein fester, aber nachgiebiger Druck sowohl an den inneren als auch an den äußeren Kanten der Ringschienen gewährleistet bleibt, welcher die Ringschienen gegen die Flanken der Ringnut drängt. Es besteht somit eine zuverlässige Festhaltung der Ringschienen, welche ein Flattern derselben ausschließt, Störgeräusche und dadurch bedingte sonstige unerwünschte Erscheinungen verhindert.If the corrugations are made in the manner already described, the inner Apex parts 2 with the inclined lips 5 the same design as in the first embodiment; the middle part of the slot 3 a, which is the largest Has width, but is now on the outer areas or on the outer apex parts of the corrugation; the width of the slits gradually increases outward from the inner apex parts, as in FIG. 6 illustrated. This widening is sufficient for the installation of the ring rails and the expansion element to cause in the groove 9 of the piston 10 that the ring rails close to a flank of the ring groove abut and push the outer parts of the corrugation 6 against each other, which is possible because the Slot 3 extends over the entire length of the corrugation, d. H. over the length of the Guelph stretch and the outer one Apex parts extends. It therefore becomes the pressure exerted on the ring rails at their outer parts Be large enough to allow the ring rails to be flush with the flanks of the ring groove or near the of the cylinder bore, creating a firm but resilient pressure on both the inner and outer edges of the ring rails remains guaranteed, which the ring rails pushes against the flanks of the annular groove. There is thus a reliable hold of the ring rails, which prevents them from fluttering, background noises and other undesirable effects caused by them Prevents appearances.

Claims

Patent claims:

1. Composed piston ring with two open, upright ring disks and an open, corrugated in the circumferential direction and lying between the annular disks compressible spacer, which in alternating sequence radially inwardly and

has apex sections pointing radially outward and connected by web-like wave flanks, characterized in that the radially outwardly pointing apex sections (6b) and the wave flanks (6) contain continuous slots (3) delimited by the inwardly pointing apex sections (2) and resilient in the axial direction Form flexible abutments for the annular disks (8).

2. Piston ring according to claim 1, wherein the inwardly facing apex portions in the transverse direction are widened by means of lips, which rest on the inner edges of the ring discs, characterized in that the ribs (5) are inclined slightly in such a manner in the radially inward direction are that they push the seated annular disks (8) away from the spacer (1) in the transverse direction.

3. Piston ring according to claim 1 or 2, characterized in that the spacer (1) in the region of the outwardly facing apex sections (6 b) is widened beyond the clear distance that the annular disks (8) have from each other after installation in a piston groove .

4. Piston ring according to claim 3, characterized in that the outwardly facing apex sections (6 b) carry projecting lugs (4) appropriately in the form of bends.

5. Piston ring according to claim 3, characterized in that the separated by the slot Parts of the wave flanks and the outward facing apex sections, bridges connecting the inwardly facing apex sections apart in the transverse direction are spread.

Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,695,825, 2,635,022.

1 sheet of drawings