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Ölabstreifringanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Ölabstreifringanordnung,
insbesondere für die Kolben von Brennkraftmaschinen, mit einem in eine Ringnut des
Kolbens eingepaßten einstückigen ölabstreifring mit nach innen offenem °U-Profil
und radial nach außen ragenden, axial im Abstand voneinander liegenden Abstreifrippen,
zwischen denen ölabfuhröffnungen zur Innenseite des ölabstreifringes führen, und
mit einer in die Rille des U-Profils eingelegten ringförmigen Spannfeder.
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Bei einem bekannten ölabstreifring der vorbeschriebenen Art wird eine
Spannfeder verwendet, die ein der Höhe der Federrille des ölabstreifringes angepaßter
mäanderförmig gebogener Draht ist, der im wesentlichen vollkommen in die Federrille
eingelegt ist. Die Herstellung eines solchen scharfkantig gebogenen Federdrahtes
erfordert eine besondere Drahtformeinrichtung, die nicht zur Herstellung anderer
Teile verwendet werden kann. Auch ergeben sich hier bei der Verwendung einer solchen
Feder mehrere Nachteile. Die Feder kann grundsätzlich nur zusammen mit dem ölabstreifring,
in den sie vorher eingesetzt wurde, in die Ringnut des Kolbens eingebracht werden.
Es ist hier unmöglich, die Feder zunächst in die Ringnut einzulegen und dann den
Ölabstreifring einzuführen. Auch kann diese bekannte Feder in keiner Weise zur Führung
des Ölabstreifringes in der Kolbenringnut beitragen, weil sie ausschließlich in
der Federrille des Ölabstreifringes geführt ist. Diese bekannte Feder trägt nicht
zur Versteifung des Ölabstreifringes bei, so daß dieser selbst entsprechend steifer
ausgeführt werden muß, was bekanntlich unerwünscht ist, weil er sich dann schlechter
an die Zylinderwand anpaßt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölabstreifringanordnung
zu schaffen, bei der das Abstreifelement eine große Flexibilität aufweist, jedoch
insbesondere in axialer Richtung durch die Spannfeder eine ausreichende Versteifung
erfährt.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Spannfeder in an sich bekannter
Weise eine Vielzahl von axial stehenden, nach außen offenen, etwa C-förmigen Stegen
aufweist, die an den beiden offenen Enden abwechselnd paarweise durch radial nach
außen ragende flache Segmente miteinander verbunden sind, und daß der Abstand und
die radiale Erstreckung der Segmente in bezug auf die Abmessungen der Rille des
U-Profils so bemessen sind, daß die Segmente an den beiden Seitenwänden der Rille
anliegen und gegen den Boden der Rille stoßen, während die axial über die Segmente
vorstehenden Teile der C-förmigen Stege im Abstand von den inneren Enden des U-Profils
liegen.
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Eine derartige Feder ist an sich bekannt und wird beispielsweise bei
einem ölabstreifring verwendet, der zwei voneinander getrennte ringförmige Abschnitte
aufweist, wobei diese bekannte Feder diese ringförmigen Abschnitte dann im Abstand
voneinander hält. Bei der bekannten Anordnung liegt die Feder gegen den Boden der
Ringnut im Kolben an.
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Durch die erfindungsgemäße Verwendung dieser Spannfeder wird der Vorteil
erreicht, daß diese auf Grund ihrer Form auch für sich allein in der Kolbenringnut
richtig geführt ist, so daß diese sowohl mit dem ölabstreifring zusammen als auch
getrennt von diesem in die Ringnut eingelegt werden kann. Die an den beiden Seitenwänden
der Rille des U-Profils anliegenden Segmente tragen beträchtlich zur Versteifung
und Führung des ölabstreifringes bei, so daß dieser selbst mit einem kleinen Trägheitsmoment
und somit größerer Elastizität und Anpassungsfähigkeit ausgebildet werden kann.
Schließlich erfolgt die Kraftübertragung von der Spannfeder auf den Ölabstreifring
in den beiden Segmentreihen praktisch kontinuierlich um den ganzen Umfang herum.
Bei den bisher bekannten Anordnungen erfolgte die Kraftübertragung von der Spannfeder
auf den Ring an Stellen, die durch Lippen voneinander getrennt sind, die etwa die
gleiche Breite wie diese Stellen haben.
Die Erfindung wird an Hand
von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Schnittansicht
eines Teils des Kolbens und des Zylinders mit dem erfindungsgemäßen Ölabstreifring,
F i g. 2 eine Draufsicht auf den ölabstreifring nach F i g. 1, F i g. 3 eine Teilansicht
der Spannfeder, F i g. 4 eine Seitenansicht des Ölabstreifringes, F i g. 5 eine
vergrößerte Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform des ölabstreifringes
und F i g. 6 eine sehr stark vergrößerte Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform
des Ölabstreifringes.
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In den F i g. 1 und 2 ist bei 10 eine Ölabstreifringanordnung gezeigt,
die einen einteiligen Ölabstreifring 11 und eine einteilige, in sich geschlossene
Spannfeder 12 aufweist. In F i g. 1 ist gezeigt, wie die Anordnung 10 in der Ringnut
13 eines Kolbens 14 einer Brennkraftmaschine eingebaut ist, der in der Bohrung 15
eines Zylinders 16 arbeitet. Der Kolben 14 ist mit den üblichen oberen Ringnuten
über der Ringnut 13 ausgerüstet. Die Ringnut 13 steht durch Bohrungen 17 mit dem
Kolbeninneren 18 in Verbindung.
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Der ölabstreifring 11 ist geschlitzt und weist, wie F i g. 2 zeigt,
im ungespannten Zustand zwischen den Schlitzenden-einen Spalt 19 auf, der sich zu
einer sehr schmalen Fuge verengt, sobald der Ring in die Bohrung 15 gepreßt wird.
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Der ölabstreifring 11 hat zwei im axialen Abstand angeordnete Rippen
20, die scharfe Abstreifkanten bilden, die an der Bohrungswand 15 anliegen. Zwischen
den Rippen 20 liegt eine offene, um den Ring ohne Unterbrechung umlaufende Nut 21,
in deren Boden mehrere eng beieinander liegende Längsschlitze 22 angeordnet sind,
die die ein etwa rechtwinkliges U-Profil aufweisende Rille 23 mit der Nut 21 verbinden.
Die Rille 23 hat flache radiale Seitenwände 24 und einen Boden 25.
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Der ölabstreifring 11 hat flache Ober- und Unterseiten 26, die beim
Einschieben dicht gegen die Seitenwand 13 a der Kolbenringnut 13 anliegen; die radiale
Abmessung des ölabstreifringes 11 ist ziemlich klein, so daß der ölabstreifring
11 nur den äußeren Teil der Ringnut füllt. Die Rippen 20 stehen aus der Ringnut
hervor, wodurch sie den Spalt zwischen dem Kolben und der Bohrung überbrücken und
an der Bohrungswandung gleiten.
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Die Spannfeder 12 ist eine sich in Umfangsrichtung dehnende Feder,
die, um ihre Spannkraft zu erhalten, nicht gegen den Boden 13 b der Kolbennut anliegt.
Die Spannfeder 12 besteht, wie F i g. 3 zeigt, aus einem Stahlring mit einer oberen
und unteren Reihe von am Umfang mit Abstand angeordneten, kreisbogenförmigen Segmenten
27, die durch am Umfang mit Abstand angeordnete Stege 28 verbunden sind. Diese Stege
28 sind, wie gezeigt, rund um den inneren Durchmesser des Ringes 12 angeordnet,
und die oberen und unteren Segmentreihen stehen auf Lücke, so daß das Segment der
einen Reihe mit einem benachbarten Segment der anderen Reihe durch einen Steg verbunden
ist. Zwischen den Segmenten 27 liegen Schlitze 29, und zwischen den Stegen 28 offene
Spalte 30, und die obere und untere Reihe der Segmente 27 bilden zwischen sich einen
offenen Kanal 30 a. Sobald der Ring 12 am Umfang zusammengedrückt wird und sich
dadurch die Breite der Schlitze 29 verringert, entwickelt der Ring rund um seine
ganze Außenfläche eine gleichmäßige, radiale Spannkraft. Jedes Segment 27 hat am
Umfang eine äußere Kante 31, die diese radiale Spannkraft überträgt.
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Wie in F i g. 1 gezeigt, sitzen die Segmente 27 in der Rille 23 des
ölabstreifringes 11 auf dessen Seitenwand 24, und ihre Umfangskanten
31 liegen gegen den Boden 25 der Rille 23 an. Die Stege 28 erstrecken sich
frei in die Ringnut 13 und haben innen einen Abstand von den Seitenwänden 13 a der
Ringnut und außen einen Abstand vom Ringnutboden 13 b.
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Wie in F i g. 2 gezeigt, ist die Spannfeder 12 geschlitzt, und eingebaut
stoßen ihre Enden 32 in der Rille 23 des ölabstreifringes 11 zusammen. Wie auch
aus F i g. 2 hervorgeht, stehen die die Radialkraft übertragenden Umfangskanten
31 der Spannfeder 12 in etwa durchlaufender Berührung mit dem Boden 25 der Rille
des ölabstreifringes 11.
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Da tatsächlich die einzigen festen Bereiche des Ölabstreifringes 11
zwischen seinen Rippen 20 die Brücken 33 zwischen den Schlitzen 22 sind, weist der
Ring 11 zwischen den Kanten eine sehr offene ÖL-ableitungsrinne in der Rille 23
auf. Auch durch die Spannfeder 12 führt eine breite, offene Strömungsrinne, die
durch den offenen Kanal zwischen den Segmenten und den Spalten zwischen den Stegen
geschaffen wird. Demzufolge kann das von der Bohrungswand 15 abgestreifte Öl frei
zwischen den Kanten des ölabstreifringes in die Sammelbohrungen 17 der Ringnut fließen.
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Da die Segmente 27 der Spannfeder 12 in der Rille 23 des ölabstreifringes
11 stecken, wird eine einheitliche, einfach einzubauende Anordnung geschaffen, die
nicht in der Kolbennut 13 am Boden zur Anlage kommen oder zentriert werden muß,
weil die Teiie vor dem Einbau zusammengebaut werden. Die von den Rippen 20 gebildeten
Abstreifkanten sind relativ zueinander unbeweglich, und die schleifende Berührung
der flachen Seiten 26 des ölabstreifringes auf den flachen Seitenwänden 13 a der
Ringnut verhindert, daß sich die Kanten verspannen oder hin- und herbewegen. Der
ölabstreifring 11 kann sehr flach in einer radialen Form ausgebildet sein, so daß
er eine sehr große Elastizität und Anpassungsfähigkeit an die Bohrungswandung 15
besitzt, und die am Umfang vorhandene, im wesentlichen durchgehende Berührung zwischen
den die Radialkraft übertragenden Kanten 31 der Ringsegmente 27 mit dem Boden 25
der Rille 23 sichert eine gleichmäßige Belastung des Ölabstreifringes 11.
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In F i g. 5 ist ein abgeänderter ölabstreifring 11 a gezeigt. Dieser
ölabstreifring hat wie der Ölabstreifring 11 ein nach innen geöffnetes, umlaufendes
U-Profil 70, das durch Schlitze 71 mit einer Nut 72 verbunden ist, die sich rund
um den ganzen Umfang des Ringes erstreckt und zwischen den Abstreifrippen 73 liegt.
Jedoch ist die äußere Ringoberfläche mit einem Hartmetallüberzug 74 aus Molybdän,
Chrom od. dgl. beschichtet.
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Der Ring 11a hat eine flache Ober- und Unterseite 75, so daß er in
die Kolbennut hineingeschoben werden kann und mit deren Seitenwänden in Berührung
kommt, und das U-Profil 70 besitzt flache, sich radial erstreckende, seitliche Wangen
76 und in axialer Richtung eine Endwand 77. Der äußere Umfang des ölabstreifringes
11 a hat axiale Schultern 78, die sich von den Endflächen 75 rechtwinklig nach
innen
erstrecken, an denen sich in radialer Richtung nach außen und in axialer Richtung
nach innen erstreckende geneigte, rippenartige Wände 79 der Abstreifkanten enden.
Die Abstreifkanten selbst verlaufen senkrecht oder axial, wie bei 80 gezeigt ist,
und erstrecken sich in die Nut 72, die einen gerundeten Boden 81 aufweist.
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In F i g. 6 ist ein anderer ölabstreifring 11 b gezeigt, bei dem die
Teile, die mit den Teilen des ölabstreifringes 11a identisch sind, mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet sind. Der in F i g. 6 gezeigte Ölabstreifring hat jedoch
nicht den überzug aus Hartmetall, und die Abstreifkanten 80 weisen konisch abgeschrägte
Wände 81 a auf, die die Seiten der Nut 72 a
bilden. Diese Wände konvergieren
zu den Schlitzen 71, die die Nut 72 mit dem U-Profil 70 verbinden. Die Umfangsnut
72 a weist im Gegensatz zur Nut 72 des ölabstreifringes 11 a, die einen gerundeten
Boden besitzt, einen U-förmigen Querschnitt auf. Die Abstreifkanten 80 auf
den wulstartigen Rippen 73 befinden sich an den konvergierenden Enden der geneigten
Wände 70 und 81a der Rippen.