DE1242957B

DE1242957B - OElabstreifring

Info

Publication number: DE1242957B
Application number: DES83579A
Authority: DE
Original assignee: Sealed Power Corp
Current assignee: SPX Technologies Inc
Priority date: 1962-02-05
Filing date: 1963-02-02
Publication date: 1967-06-22
Also published as: US3195903A

Description

Ölabstreifring Die Erfindung bezieht sich auf einen geteilten, einstückigen Ölabstreifring mit einem Paar im Abstand gehaltener Stege, die sich radial nach außen erstrecken und hierbei als einzige Teile unter Federdruck die Zylinderwand berühren, wobei zwischen den Stegen eine Ölsammelnut ausgebildet ist.
Bei derartigen Ölabstreifringen ist es bekannt, an der unteren, dem Kolbenkopf abgewandten Seite über den Umfang verteilte und in Abstand gehaltene Zwischenstücke vorzusehen, die in radialer Richtung so bemessen sind, daß unterhalb des unteren Steges Ölabflüsse gebildet sind, die mit dem Kolbeninnenraum in Verbindung stehen. Dabei ist es nachteilig, daß in der Kolbennut unten eine Expansionsfeder den Ölabfluß beeinträchtigt, so daß die Gefahr besteht, daß der ölabfluß in den Kolben verstopft. Außerdem wird durch die Lage der Expansionsfeder ein ungleichmäßiger Druck auf die Stege ausgeübt. Es ist auch in anderem Zusammenhang bekanntgeworden, eine ölsammelnut vorzusehen, die zwischen den sie bildenden Stegen keine Verbindung mit dem Kolbeninnenraum aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölabstreifring zu schaffen, bei dem ein von irgendwelchen Störungen soweit wie möglich freies Arbeiten gewährleistet ist und der insbesondere einen einwandfreien, von heißen Verbrennungsgasen abgeschirmten ölabfluß aufweist, so daß eine Kohlebildung bzw. Verstopfung vermieden wird.
Die Erfindung besteht in der Kombination der an sich bekannten Merkmale: a) der Ring weist an seiner unteren, dem Kolbenkopf abgewandten Seite über den Umfang verteilte und in Abstand gehaltene Zwischenstücke auf, die in radialer Richtung so bemessen sind, daß unterhalb des unteren Steges ein Ölsammelraum gebildet ist, der über Durchlässe und Öffnungen mit dem Kolbeninnenraum in Verbindung steht, b) die ölsammelnut weist zwischen den sie bildenden Stegen keine Verbindung mit dem Kolbeninnenraum auf.
Bei diesem ölabstreifring ist ein einwandfreier Öläbfluß gewährleistet, der durch die Doppelstege von den heißen Verbrennungsgasen gut abgeschirmt ist, wobei die hinter dem Ring angebrachte Expansionsfeder einen einfachen Einbau gestattet. Das von dem unteren Steg des Ölabstreifringes abgenommene Öl fließt mit relativ hoher Geschwindigkeit ab, wodurch eine Kohlebildung vermieden und eine Reinigungswirkung erzeugt wird.
Die Zwischenstücke weisen axial verlaufende Seitenwände auf, die sich zwischen inneren und äußeren Endwänden des Ringes erstrecken und in einem spitzen Winkel zur Drehrichtung des Ringes im Kolben angeordnet sind. Dadurch werden schabende Kanten gebildet, um die anliegende Fläche der Kolbennut zu säubern. Vorteilhafterweise divergiert jedes Paar Seitenwände der Zwischenstücke radial von außen nach innen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Feder in an sich bekannter Weise so angeordnet, daß die Stege gleichmäßig belastet sind. Dabei ist zweckmäßig die Feder eine ringförmige Schraubenfeder, wobei die die Feder aufnehmende Oberfläche in an sich bekannter Weise einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen Scheitel zwischen den radialen Ebenen der Stege liegt.
Eine zweckmäßige Ausführungsform dieses Kolbenrings ergibt sich dann, wenn die Feder in an sich bekannter Weise ein flexibles, in Horizontalebene gewelltes Band ist, dessen radial nach außen gerichtete Wellungen an der die Feder aufnehmenden Oberfläche des Ringes aufliegen, und daß die untere, oberhalb der Ölablaufdurchlässe gelegene Kante des Bandes mit über den Umfang angeordneten und in Abstand gehaltenen Stützen versehen ist, die axial über die Kante hervorstehen und sich auf der kurbelseitigen Nutflanke abstützen, wobei die Stützen zwischen den Bogenteilen am Band angeordnet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt eines Kolbens, der mit einem erfindungsgemäßen ölabstreifring ausgestattet ist, F i g. 2 eine Teildraufsicht auf die ölringanordnung nach F i g. 1 vor dem Einbau in den Kolben, F i g. 3 einen stark vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1, F i g. 4 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen ölabstreifringes, F i g. 5 eine perspektivische Teilansicht ähnlich der nach F i g. 4 einer abgewandelten Ausführungsform, F i g. 6 einen Teilschnitt einer abgewandelten Ölabstreifringanordnung und F i g. 7 einen Teilschnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 6.
F i g. 1 zeigt einen Kolben 10 in einem Zylinder 12 einer Brennkraftmaschine. Der Kolben 10 ist mit einer Ölringnut 14 versehen, die von einer oberen und einer unteren Flanke 16 und 18 und einer Rückwand 20 (F i g. 3) gebildet wird. Eine Anzahl über den Umfang verteilter ölablauföffnungen 22 sind im Kolben 10 zwischen der Rückwand 20 der ölringnut 14 und dem hohlen Inneren des Kolbens 10 vorgesehen.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ringanordnung 23 weist einen einstückigen Ring 24 auf, der von einer über den gesamten Umfang sich erstreckenden Spiralfeder 26, die nicht an der Rückwand anliegt, radial nach auswärts gedehnt wird, so daß der Ring in abdichtenden Kontakt mit der Wand des Zylinders 12 kommt. Der Ring 24 wird aus Gußeisen hergestellt und weist zwei im Abstand angeordnete Stege 28, 30 auf (F i g. 3), die sich radial nach außen von der Umfangsfläche 31 des Ringes erstrecken und zwischen sich eine ölsammelnut 32 begrenzen. Der obere Steg 28 ist an der oberen Fläche 40 des Ringes 24 angeordnet, während der untere Steg 30 annähernd zwei Drittel des Abstandes zwischen der oberen Seite 40 und der unteren Seite 38 des Ringes angeordnet ist. Die äußeren, sich verjüngenden Umfangsflächen der Stege 28, 30 können mit einer Chromschicht 33 plattiert sein. Der untere Teil des Ringes weist über den Umfang verteilt angeordnete Zwischenstücke 34 auf (F i g. 2 und 4). Die Zwischenräume bilden ölablaufdurchlässe 36. Diese Ausbildung schafft einen über den Umfang ununterbrochenen ölsammelraum 32', der axial unterhalb vom Steg 30 angeordnet ist und zu den Zwischenstücken 34 und den Durchlässen 36 radial nach außen gelegen ist.
Die innere Umfangsfläche 42 des Ringes 24 ist mit einer ringförmigen Federaufnahmenut 44 versehen, die im Querschnitt halbkreisförmig ist und einen etwas größeren Radius hat als die Spiralfeder 26. Die Mittellinie der Ölsammelnut 32 befindet sich etwa in Höhe der Mittellinie der Nut 44. Als Feder dient eine Spiralfeder 26, die eine gleichmäßige Verteilung des Federdruckes gewährleistet.
Beim Betrieb dreht sich der Kolbenring schrittweise in der Nut 14. Diese Bewegung bewirkt eine Selbstreinigung an den ölablaufdurchlässen 36.
Die Seitenwände 52 und 54 jedes Zwischenstücks 34 sind in einem spitzen Winkel zur Drehrichtung des Ringes relativ zum Kolben angeordnet, wodurch das Abschaben der Kohleablagerungen von der Nutbodenwand 18 unterstützt wird.
Nach der abgewandelten Ausführungsform gemäß F i g. 5 wird die Schabewirkung mit Zwischenstücken 35 erreicht, deren Seitenwände 53 und 55 radial von außen nach innen konvergieren. Auch parallele Seitenwände werden eine Schabewirkung hervorbringen; jedoch ist die Ausführungsform nach F i g. 4 aus Herstellungsgründen zu bevorzugen.
Das Abschaben des Ölfilms durch den unteren Steg 30 von der Zylinderwand und das Abfließen des Öles durch die Öffnungen 36 ist in F i g. 3 durch kleine Pfeile dargestellt. Das abgestreifte Öl wird mit hoher Geschwindigkeit und in großer Menge durch die Ringdurchlässe 36 bewegt, so daß eine ununterbrochene Spül- und Reinigungswirkung aufrechterhalten wird.
Die Anordnung der Fetter 26 außerhalb der Ölabflüsse unterstützt diese Wirkung. Eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Ölabstreifringanordnung ist in den F i g. 6 und 7 dargestellt. Ein ölabstreifring 60 ist mit einer bandförmigen Spannfeder 62 versehen; dafür ist die innere Umfangsfläche 64 des Ringes flach gestaltet. Die Feder 62 besteht aus einem geschlitzten Band aus Federstahl, das radial gewellt ist (F i g. 7), so daß abwechselnd nach außen und innen gebogene Kurventeile 68 bzw. 66 entstehen. Die untere Kante 69 der Feder 62 hat eine Anzahl von schmalen Stützen 70, mit denen sie sich auf der Nutflanke 18 abstützt. Die Stützen 70 sind zwischen den Bogenteilen 66 und 68 angeordnet, so .daß sie den Ring 60 nicht berühren. Auch bei dieser Anordnung ist ein ungehinderter Ab -fluß von Öl aus den Ringdurchlässen 36 gewährleistet.
Da die Ölsammelnut 32 zwischen den sie bildenden Stegen 28, 30 keine Verbindung mit dem Kolbeninnenraum aufweist, gelangen nennenswerte Mengen Öl oder Kurbelgehäusegase nicht in die Nut 32 hinein. Im wesentlichen bleibt immer die gleiche Ölmenge in der Nut 32 niedergeschlagen, so daß die Nut von Kohleablagerungen relativ frei gehalten wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Geteilter, einstückiger ölabstreifring für Hubkolben mit einem Paar in Abstand gehaltener Stege, die sich radial nach außen erstrecken und hierbei als einzige Teile unter Federdruck die Zylinderwand berühren, wobei zwischen den Stegen eine Ölsammelnut ausgebildet ist, g e -kennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale: a) Der Ring (24) weist an seiner unteren, dem Kolbenkopf abgewandten Seite über den Umfang verteilte und in Abstand gehaltene Zwischenstücke (34, 35) auf, die in radialer Richtung so bemessen sind, daß unterhalb des Steges (30) ein ölsammelraum (32') gebildet ist, der über Durchlässe (36) und öffnungen (22) mit dem Kolbeninnenraum in Verbindung steht; b) die ölsammelnut (32) weist zwischen den sie bildenden Stegen (28, 30) keine Verbindung mit dem Kolbeninnenraum auf.
2. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zwischenstück (34) axial verlaufende Seitenwände (52, 54) aufweist, die sich zwischen radial inneren und äußeren Endwänden (42, 31) des Ringes erstrecken und radial von außen nach innen divergieren (F i g. 4).
3. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar Seitenwände (53, 55) der Zwischenstücke (34) radial von außen nach innen konvergiert (F i g. 5).
4. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (26, 62) in an sieh bekannter Weise so angeordnet ist, daß die Stege (28, 30) gleichmäßig belastet sind.
5. Kolbenring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine ringförmige Schraubenfeder (26) ist und daß die die Feder aufnehmende Oberfläche (44) in an sich bekannter Weise einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen Scheitel zwischen den radialen Ebenen der Stege (28, 30) liegt.
6. Kolbenring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder in an sich bekannter Weise ein flexibles, in Horizontalebene gewelltes Band (62) ist, dessen radial nach außen gerichtete Wellungen (68) an der die Feder aufnehmenden Oberfläche (64) des Ringes aufliegen, und daß die untere, oberhalb der Ölablaufdurchlässe (36) gelegene Kante (69) des Bandes mit über den Umfang angeordneten und in Abstand gehaltenen Stützen (70) versehen ist, die axial über die untere Kante (69) hervorstehen und sich auf der kurbelseitigen Nutflanke abstützen, wobei die Stützen (70) zwischen den Bogenteilen (66, 68) am Band (62) angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 079 977, 2150 457, 2 364 743, 2 511874, 2 848 288, 2 951732.