DE1217714B

DE1217714B - Piston ring

Info

Publication number: DE1217714B
Application number: DEC24444A
Authority: DE
Inventors: Roland Claude Cross; Combe Down
Original assignee: COMBE DOWN; Cross Manufacturing Co 1938 Ltd
Current assignee: COMBE DOWN; Cross Manufacturing Co 1938 Ltd
Priority date: 1961-06-23
Filing date: 1961-06-23
Publication date: 1966-05-26

Description

Kolbenring Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenring mit L-förmigem Querschnitt, dessen radialer Schenkel in einer Nut des Kolbens liegt und dessen axialer Schenkel als Führungsteil am Umfang des Kolbens anliegt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Kolbenring dieser Art, dessen axialer Schenkel stets über die Kolbenmantelfläche hervorragt und der deshalb als Stützring bezeichnet wird.Piston ring The invention relates to an L-shaped piston ring Cross section, the radial leg of which lies in a groove of the piston and whose axial leg rests as a guide part on the circumference of the piston. The invention relates in particular on a piston ring of this type, the axial leg of which is always protrudes beyond the piston surface and is therefore referred to as a support ring will.

Insbesondere bei Aluminiumkolben und Aluminiumzylindern ohne Hartmetallauskleidung finden derartige Stätzringe aus hartem Metall, beispielsweise Nitrierstahl, Verwendung, da sie die in diesem Fall besonders schädliche direkte Berührung des Kolbenkörpers mit der Zylinderbohrung verhindern und seitliche Kolbenschubkräfte aufnehmen.Especially with aluminum pistons and aluminum cylinders without a hard metal lining Such backing rings made of hard metal, e.g. nitrided steel, are used, because in this case they are particularly damaging direct contact with the piston body prevent with the cylinder bore and absorb lateral piston thrust forces.

Bisher bekannte Ringe dieser Art sind stets an einer Stelle ihres Umfanges unterbrochen, damit sie um den Kolben herumgelegt werden können. Diese Unterbrechung, auch wenn sie in Form eines mehr oder weniger schrägen oder gekrümmten Schlitzes ausgebildet ist, führt stets zu einer ungleichförmigen Abnutzung des Kolbenringes und der Zylinderwand, weniger wegen der an dem Schlitz selbst auftretenden scharfen Kanten als vielmehr wegen der um den Umfang ungleichmäßig verteilten Spannung des Ringes. Außerdem stellt der Schlitz selbst eine nachteilige Unterbrechung der durch den Kolben bewirkten Gas- und ölabdichtung dar.Previously known rings of this type are always at one point of theirs Circumference interrupted so that they can be placed around the piston. These Interruption, even if it is in the form of a more or less oblique or curved Is formed slot, always leads to uneven wear of the piston ring and the cylinder wall, less because of the sharp edges occurring on the slot itself Edges rather than because of the unevenly distributed tension of the Ring. In addition, the slot itself is a disadvantageous interruption of the through the piston created a gas and oil seal.

Diese Nachteile werden vermieden und ein äußerst gleichmäßig , anliegender und gut abdichtender, außerdem verhältnismäßig billig herzustellender Kolbenring geschaffen, wenn dieser gemäß der Erfindung die Vereinigung der folgenden an sich bekannten Merkmale aufweist: a) der Ring ist schraubengangförmig ausgebildet; b) der Ring besteht aus dünnem Federstahl; c) die beiden Schenkel weisen gleiche Dicke auf. Kolbenringe, die jeweils ein einzelnes dieser Merkmale aufweisen, sind an sich bekannt. So sind schraubenförmige Kolbenringe bekannt, die auch in gewissem Maße selbstspannend, d. h. aus federndem Material ausgebildet sein können. Die übertragung dieses Konstruktionsmerkmales auf einen im Querschnitt L-förmigen Kolbenring ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, da das Wechselspiel zwischen den radialen Dehnungs- bzw. Stauchungskräften und den axialen Kräften, die im Sinne einer Änderung der Ganghöhe der Schraube wirken, hierbei zu Verwindungen, zum Flattern, zum Verklemmen des Ringes in seiner Nut und damit zu unbefriedigenden Betriebseigenschaften führen würden. Durch die Hinzunahme der übrigen genannten Merkmale, nämlich die Verwendung von dünnem Federstahl und die Ausbildung der Schenkel in gleicher Dicke wird jedoch eine Verfonnung zwischen den beiden Schenkeln des L-Profils ermöglicht, durch die die Gefahr solcher Verwindungen und Verklemmungen beseitigt wird. überraschend ist hierbei, daß die Verwendung von dünnem Federstahl die Wirkung des axialen Schenkels als Führungsteil nicht beeinträchtigt.These disadvantages are avoided and an extremely uniform , fitting and well-sealing piston ring, which is also relatively inexpensive to manufacture, is created if, according to the invention, it has the combination of the following known features: a) the ring is helical; b) the ring is made of thin spring steel; c) the two legs have the same thickness. Piston rings each having a single one of these features are known per se. For example, helical piston rings are known which are also self-tightening to a certain extent, i. H. can be formed from resilient material. The transfer of this design feature to a piston ring with an L-shaped cross-section is not readily possible, however, since the interplay between the radial expansion or compression forces and the axial forces, which act to change the pitch of the screw, lead to twisting, would lead to fluttering, to jamming of the ring in its groove and thus to unsatisfactory operating properties. By adding the other features mentioned, namely the use of thin spring steel and the formation of the legs in the same thickness, a distortion between the two legs of the L-profile is made possible, which eliminates the risk of such twisting and jamming. What is surprising here is that the use of thin spring steel does not impair the effect of the axial leg as a guide part.

Ebenfalls sind Kolbenringe mit L-Profil, deren beide Schenkel gleich dick sind, an sich bekannt. Da die bekannten Ausführungsformen dieser Ringe jedoch stets als ebene, nicht schraubenförmige Ringe ausgebildet sind, war es für den Fachmann nicht naheliegend, daß dieses Merkmal bei seiner Anwendung auf schraubenförmige Kolbenringe in Kombination mit den Eigenschaften dünnen Federstahles eine der Verwindung und Verklemmung entgegenwirkende Funktion haben würde.There are also piston rings with an L-profile, the two legs of which are the same thick are known per se. As the known embodiments of these rings, however are always designed as flat, non-helical rings, it was for the expert It is not obvious that this feature should be applied to helical Piston rings in combination with the properties of thin spring steel result in torsion and deadlock would have counteracting function.

Eine besonders vorteilhafte Anordnung des Kolbenringes gemäß der Erfindung besteht darin, daß der axiale Schenkel in einer Nut des Kolbens liegt, deren radiale Tiefe kleiner ist als die Stärke des axialen Schenkels. Besonders vorteilhaft ist es ferner, zwei Kolbenringe gemäß der Erfindung an einem gemeinsamen Kolben derart anzuordnen, daß sie gegenläufigen Windungssinn haben.A particularly advantageous arrangement of the piston ring according to the invention is that the axial leg lies in a groove of the piston, the radial one Depth is less than the strength of the axial leg. Is particularly advantageous it further, two piston rings according to the invention on a common piston in this way to arrange that they have opposite winding sense.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, two embodiments of the invention are for example shown.

Fig. 1 ist eine Darstellung, halb in Ansicht und halb im Schnitt, einer ersten Ausführungsform; F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab den Querschnitt einer Windung des Ringes nach F i g. 1 in der entsprechenden Nut; F 1 g. 3 ist eine Ansicht entsprechend F i g. 2 einer anderen Ausführungsform.Fig. 1 is an illustration, half in elevation and half in section, of a first embodiment; F i g. FIG. 2 shows, on an enlarged scale, the cross section of a turn of the ring according to FIG. 1 in the corresponding groove; F 1 g. 3 is a view corresponding to FIG. 2 of another embodiment.

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Kolben mit zwei schraubenförmigen Nuten 2 und 3. In jeder Nut ist ein schraubenförrnig gewundener Ring 4 bzw. 5 montiert.In the drawing, 1 denotes a piston with two helical grooves 2 and 3. A helically wound ring 4 and 5 , respectively, is mounted in each groove.

Die beiden schraubenförmig gewundenen Ringe 4 und 5 können mehrere (z. B. vier oder fünf) Windungen aufweisen, deren Ganghöhe'so gewählt ist, daß die beiden Ringe sich vom oberen bis zum unteren Ende des Kolbenmantels erstrecken. Die Ringe sind von Hörmigera Profil. Bei der dargestellten Ausführungsform reicht der eine Ring 4 vom oberen Ende bis zur Kolbenzapfenachse, und seine äußeren Schenkel 6 (F i g. 2) des L-Profils weisen von der schraubenförmig gewundenen Nut in der Mantelfläche des Kolbens nach oben, während der andere Ring 5 vom- Boden des Kolbenmantels nach oben verläuft und die äußeren Schenkel seines L-Profils dem ersteren entgegengesetzt gerichtet sind. Die Wahl der Lage der äußeren Schenkel des * L-Profils sowie die Zahl der einzelnen Ringe, die mehrere Windungen umfassen, liegt im Belieben des Fachmannes.The two helically wound rings 4 and 5 can have several (z. B. four or five) turns, the pitch of which is chosen so that the two rings extend from the upper to the lower end of the piston skirt. The rings are from Hörmigera profile. In the embodiment shown, one ring 4 extends from the upper end to the piston pin axis, and its outer legs 6 ( FIG. 2) of the L-profile point upwards from the helically wound groove in the lateral surface of the piston, while the other ring 5 extends from the bottom of the piston skirt upwards and the outer legs of its L-profile are directed opposite to the former. The choice of the position of the outer legs of the * L-profile and the number of individual rings, which comprise several turns, is at the discretion of the person skilled in the art.

Der andere Schenkel 7 des L-Profils ist in die zugeordnete Nut 2 bzw. 3 eingefügt und in dieser elastisch verformbar, so daß er wie die üblichen Ringe eine Gas- und öldichtung bildet. Die elastische Verformung beim Einlegen des Ringes in die Nut 2 wird durch den Anschlag des äußeren Schenkels 6 an der Mantelfläche des Kolbens begrenzt, und dieser Schenkel wirkt als Stütze ira Sinn der bekannten Stützringe beispielsweise nach der britischen Patentschrift 415 322. In F i g. 3 ist der Kolben 1 mit einer Nut 2a- versehen, die sich an die Nut 2 anschließt und zur Aufnahme des äußeren Schenkels 6 des Ringes dient, jedoch von geringerer radialer Tiefe ist als die radiale Dicke des Schenkels, so daß der letztere jederzeit als Stützring wirkt.The other leg 7 of the L-profile is inserted into the associated groove 2 or 3 and is elastically deformable in this so that it forms a gas and oil seal like the usual rings. The elastic deformation when the ring is inserted into the groove 2 is limited by the stop of the outer leg 6 on the lateral surface of the piston, and this leg acts as a support in the sense of the known support rings, for example according to British patent specification 415 322. In FIG. 3 , the piston 1 is provided with a groove 2a, which adjoins the groove 2 and serves to receive the outer leg 6 of the ring, but has a smaller radial depth than the radial thickness of the leg, so that the latter is always used as a support ring works.

Die Ringe nach der Erfindung könnep zusammen mit Ringen von -anderer Art, z. B. mit einäm oder mehreren üblichen gasdichten Ringen und Abstreifringen, verwendet werden.The rings according to the invention can be used together with rings from other Kind, e.g. B. with one or more conventional gas-tight rings and scraper rings, be used.

Claims

Claims: 1. Piston ring with an L-shaped cross-section, the radial leg of which lies in a groove of the piston and the axial leg of which rests as a guide part on the circumference of the piston, g e - characterized by the combination of the following known features: a) is the ring formed helically; b) the ring is made of thin spring steel; c) the two legs have the same thickness.

2. Arrangement of the piston ring according to spoke 1, characterized in that the axial leg lies in a groove of the piston, the radial depth of which is smaller than the thickness of the axial leg. 3. Arrangement of two piston rings according to claim 1, characterized in that they have opposite directions of winding.

Documents considered: German Patent No. 389 844; German utility model No. 1722 958; Swiss Patent No. 200763; British Patent Nos. 415 322, 841 975.