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Kolbenring, insbesondere für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf einen Kolbenring, insbesondere für Brennkraftmaschinen, der aus einem radial
dünnen, zyliindrisohen Schmiegring und mindestens einem den Schmiegring nahe seinem
dem Druckraum abgewandten Rand an die Zylinderwand anpressenden, radial stärkeren,
jedoch axial nur kurzen, in einer Kolbennut angeordneten Tragring besteht, wobei
der oder de Tragringe mit dem Schmiegring verbunden sind.
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Zur Erzielung einer zuverlässigen und guten Abdichtung hat man bei
Brennkraftmaschinen bereits Kolbenringe benutzt, die einen L-förmi,gen Querschnitt
haben, dessen längerer Schenkel in Achsrichtung des Zylinders liegt und dessen kürzerer
Schenkel in eine Nut des Kolbens eingreift. Durch den L-förmigen Querschnitt soll
erreicht werden, daß die Brenngase des Motors .den axialen, schmiegsamen Sehenkel
zusätzlich an die Zylinderwandung anpressen, um so ein Durchblasen der Brenngase
auszuschließen. Es hat sich aber gezeigt, daß auch Kolbenringe mit L-förmigem Querschnitt
noch nicht ganz zufriedenstellend arbeiten, weil der radiale Schenkel des Querschnittes
den Ring so sehr versteift, daß dieser sich nicht rieh tig an die Zylinderwandung
anschmiegen kann, wenn diese infolge Verschleißes Unebenheiten aufweist. Es besteht
daher bei solchen Ringen immer noch die Gefahr des Durchblasens.
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Um den erwähnten Nachteil zu beseitigen, ist bereit@s vorgeschlagen
worden, einen Kolbenring mehrteilig auszuführen, und zwar einen radial nur .dünnen
zylindrischen Schmiegri:ng vorzusehen, der durch min-Bestens einen radial wesentlich
stärkeren, jedoch in Achsrichtung nur kurzen., in einer Kolbennut angeordneten Tragring
nahe seinem dem abzudichtenden Druckraum abgewandten Ende an die Zylinderwand gepreßt
wird. Der Schmie@gring steht dabei mit dem oder den Tragringen etwa dadurch in Verbindung,
daß an ihm vorgesehene, sich radial erstreckende, ringartige Ansätze in Nuten oder
Zwischenräume des oder der Tragringe eingreifen. Vorzugsweise soll dabei der Schm,iegring
so ausgeführt sein, daß sein durch die Tragringe nicht abgestützter zylindrischer
Teil eine nach -dem Druckraum hin abnehmende Wandstärke aufweist. Ein solcher Kolbenring
stellt zwar eine wesentliche Verbesserung gegenüber den vorher beschriebenen, einteiligen
Kolbenringen dar, jedoch tritt auch bei einem solcherart ausgeführten Kelbenrin.g,
meistens erst nach längerer Betriebszeit, drin Nachlassen der Dichtwirkung ein.
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Es ist auch bereits eine Manschettendichtung bekannt, bei der lediglich
die äußere Dichtlvppen@kante nach außen umgebogen ist, um an dieser Stelle auch
bei fortschreitendem Verschleiß der Dichtung eine möglichst gleichmäßige Anlage
an dem abzudi.chtenden hin- und herbewegten Maschinenteil zu gewährleisten. Der
übrige Teil der Manschettendichtung liegt nicht an dem abzudichtenden Maschinenteil
an, Wollte man eine derartige Manschettendichtung bei hochtourigen Brennkraftmaschinen
verwenden, so würde die Gefahr bestehen, daß sie ins Flattern gerät und bricht.
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Schließlich ist auch noch ein Kolbenring bekannt, bei dem ein; Schmiegring
vorgesehen ist, der sich kegelstumpfförmig erweitert und: der unter dem Einfluß
eines geteilten Spannringes steht, der das freie Ende des Schmiegrin;ges gegen die
Zylinderwandung preßt, nicht aber das dem Druckraum abgewandte Ende des Schmiegringes.
Ein Andrücken des Schmiegringes über seinen gesamten Umfang des genannten Endes
an die Zylinderwandung etwa unter dem Einfluß des abzudichtenden Druckmittels ist
dabei nicht möglich, da der Schmiegring hier einen sich radial erstreckenden Schenkel
aufweist, der es verhindert, daß sich der Schmiegring auch an dieser Stelle gegen
die Zylinderwandung anliegt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Kolbenring
der eingangs genannten Art in der Weise auszubilden, daß nicht nur eine völlig zuverlässige,
auch bei längerer Betriebszeit sicher aufrechterhaltene Dichtwirkung erreicht wird,
sondern daß auch Flattererscheinungen weitestgehend vermieden werden. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in axialer Richtung über den oder die
Tragringe überstehende Teil des Schmiegringes in an sich bekannter Weise kegelstumpfförmig
erweitert ist und daß .der untere Teil .des Schmiegringes unter dem Einfluß des
oder der Tragringe derart an die Zylinderwandung angepreßt wird, dn.ß die gesamte
axiale Länge des Schmiegringes an, der
Zylinderwand anliegt, wobei
der obere Teil des Schmiegringes unter einer zusätzlichen Vorspannung steht. .
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Der oder die Tragringe sind mit dem Schmnegring gewöhnlich dadurch
verbunden, daß am Schmiegring vorgesehene radiale Ringansätze in Nuten oder Zwischenräume
des oder der Tragringe eingreifen. Dadurch, daß der in axialer Richtung über den
oder die Tragringe überstehende Teil,des Schmiegringes kegelstumpfförmig erweitert
ist, .d. h. vor seinem Einbau einen größeren Außendurchmesser aufweist als sein
unterer, .durch den oder die Tragringe gegen die Zylinderwandung gepreßter Teil,
wird erreicht, daß der obere Teil nach dem Einbau an der Zylinderwandung mit einer
beträchtlichen Vorspannung anliegt, die eire zuverlässige, auch bei längerer Betriiebsdauer
nicht nachlassende Dichtung bewirkt, insbesondere, da die Vorspannung zum oberen
Rand hin stetig größer wird. Trotz der erhöhten Radialspannung am Rande der Dichtlippe
liegt der Schmiegring mit seiner gespannten Umfangsfläche satt auf der Zylinderwandung
auf lind dichtet somit nicht nur einwandfrei ab, sondern führt auch den Kolben sicher.
Dadurch werden Flattererscheinungen weitestgehend vermieden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Der Schmiegring 1 steht mit drei Tragringen 2 dadurch in Verbindung, daß an ihm
vorgesehene ringartige Ansätze 3 in die Zwischenräume zwischen den Tragringen 2
greifen. Mit strichpunktierten Linnen ist in der Zeichnung angedeutet, welche Form
der in axialer Richtung über die Tragringe 2 überstehende, kegelstumpifförmig erweiterte
Teil 4 des Schmiegringes 1 nach dem Einbau in den Zylinder einnimmt, wenn der untere
Teil 5 unter dem Einfluß der Tragringe 2 an die Zylinderwandung angepreßt wird.
Der mit .ausgezogenen Linien dargestellte Querschnitt des Teiles 4 entspricht seiner
Form vor dem Einsetzen in den Zylinder. Der Sohniiegring 1 liegt nach dem Einsetzen
mit seiner gesamten Umfangsfläche auf der Wandung des Zylinders auf. Aus der Zeichnung
geht ohne weiteres hervor, daß der beim Einführen in den Zylinder in die strichpunktierte
Querschnittsform gedrückte obere Tei14 dies Schmiegringes mit einer beträchtlichen
Vorspannung an der Wandung des nicht eingezeichneten Zylinders anliegt, so daß infolge
seines Federungsvermögens eine sichere Anlage seines freien Randes auch dann gewährleistet
ist, wenn durch ein etwaiges Kippender Tragringel in den Kolbenn:uten oder durchKippen
des ganzen Kolbens im Zylinder der untere Teil 5 des Schmiegringes 1 .gekippt werden
sollte. Der neue Kolben ergibt daher eine unbedingt zuverlässige Dichtung.