DE1425563A1 - Zusammengesetzte Dichtsegmente,insbesondere fuer Kolben - Google Patents

Description

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Jaoques Jean-Marle Albert Touesaint

ΝΔΜΤΕΒΒΕ (Seine), Frankreich, Allee Laennec 5

Zusammengesetzte Dichtsegmente, insbesondere für
Kolben.

Die Erfindung betrifft zusammengesetzte Segmente zur Abdichtung von Motorkolben, Dämpfern oder anderen
Gleitsystemen, die ungeachtet von Dehnungen, Verformungen und Abnutzung wirksam bleiben.

Der Erfindung liegt eine zweifache Aufgabe zugrunde, nämlich die Berührung der zusammengesetzten üegmente mit den üleitflächen der gekrümmten Zylinderwandung zu verbessern und sowohl eine radiale als auch eine axiale Abdichtung durch eine besonders wirtschaftliche Zusammensetzung der Grundelemente zu erreichen.

Dieses Problem hat bereits zu den verschiedensten Lösungsversuchen geführt, bei denen beispielsweise ein elastisches Segment mit einem entsprechenden Verbindungteil, oder mehrfache sich teilweise überlappende Segmente und eine auf den Nocken-

ΓΟΙΤΙΟΒΙΟΙΚΟΙΙΟ I7SIT«A

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grund wirkende Druckfeuer verwendet wurden. Die doppelte axiale und radiale Abdichtung wurde einerseits durch vielschichtige Überlappungen mit Zungen erreicht, deren Nachteile jedoch allgemein bekannt sind, nämlich eine schwierige und kostspielige Bearbeitung sowie grosse Empfindlichkeit. Man hat bereits versucht, die maschinell bearbeiteten Zungen durch verschweisste Lamellen zu ersetzen. Die radiale Abdichtung sollte ferner mit Hilfe einer üblichen Druckfeder direkt oder indirekt über eine zwischen der Druckfeuer und den U-rundSegmenten angeordneten Hingfeder hergestellt werden. Diese -art der Abdichtung erfordert jedoch die Ausarbeitung einer besonderen Ausnehmung zur Aufnahme der mittleren Ringfeder, oder eine besondere *.rt der Befestigung der Druckfeder, so dass durch die Sonderforderung auch die Ausbildung der Feaer besonders schwierig wurde.

Eine andere Art der Abdichtung bestand darin, die Flexibilität der Grundsegmente durch teilweises Ausfräsen de» äusseren oder inneren Umfanges zu erhöhen, jeuoch nur unregelmässig asymmetrisch, um eine mögliche Torsion des Segmentes zu begünstigen, so dass dadurch auch dessen Flexibilität erhöht wird. Durch die Erfindung soll dagegen keine Torsionswirkung erzielt werden, sondern Flexibilität allein₉

Das zusammengesetzte Bientsegment kennzeichnet sich demnach erfinäungsgemäss dadurch, dass das Segment in zwei .Ringe

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*en

unterteilt ist, die sich in. derselben *eng berühren, und dass jeoer King aua einem oder mehreren GrundSegmenten gebildet ist, die eioh einfaoh, plan oder zylindrisch überlappen·

In weiterer Ausgestaltung dee Erfindungsgedankens ist ferner ein äueserer Ring Yorgeeehtn» dessen GrundSegmente Bich plan überlappen, sowie ein innerer Hing, der mindestens die gesamte Höhe der Hut einnimmt und darüberhinaus die Kraft mindestens einer Feder überträgt, derart, dass der Ring ein aus mehreren Blättern bestehendes elastisches Zusammensetzteil grosser Flexibilität darstellt·

Die Flexibilität ist bekannt/umgekehrt proportional zur geometrischen Masse eines Teilstückes, d.h. bei einem rechtwinkligen Segment mit der Höhe H und der Dicke E, die durch die Abmessungen der Nut im Kolben bestimmt Bind, ist die Flexibilität F gleioh Ki CH x E³) oder K hängten dem gewählten Werkstoff ab. Man könnte also die Flexibilität einerseits dadurch erhöhen, dass der Schnitt (E,H) des Segmentes (Fig. 2 und 3) über seine Gesamtfläche aussen oder innen vermindert wird, oder dass die Enden ausgespart werden, um die Ausbildung der Stoisfugen zu erleichtern* ferner daduroh , dass das Segment in .,zwei oder mehrere Teile unterteil wird",

und symmetrisch oder asymmetrisch zusammengefügt wird· ο»

"""»Die Fig. 4 bis 9 stellen Ausführungformen der erfindungsgemäeeen ο

H Dichtsegmente dar, und zeigen lediglich einen Schnitt durch /*das einfache oder zusammengesetzte Segment in Berührung mit der Wandung P des Zylinders. Zur Verdeutlichung der Darstellung

—Α.—

sind die Nut des Kolbens und die Druckfeder nicht gezeichnet. In Pig. 4 enthält die erfindungegemäese Dichtung beispielsweise zwei konzentrische Grundsegmente , wobei die Flexibilität jedes einzelnen Segmentes achtmal grosser ist als diejenige des Segmentes aus Fig. 1 gleicher Gesamtstärke. Die Flexibilität der gesamten Dichtung wird also infolge der ttleitwirkung zwischen den beiden geteilten !Peilen vervierfacht, wobei gleichzeitig eine ausreichende Festigkeit durch die feste Abstützung der beiden Flächen aneinander erreicht wird. Es handelt sich hierbei um ein für Blattfedern allgemein bekanntes Prinzip, das durch die. Erfindung in einem neuen Anwendungsbereich in Verbindung mit Elementen angewendet wird, mit Hilfe derer die axiale und radiale Abdichtung gemäss der Erfindung erreicht wird. Die Fig. 4-7 zeigen die radiale Unterteilung des Grundsegmentes in zwei Teile, Fig. dagegen die Aufteilung in drei Seile, von denen nur der äussere Teil A auf der Zylinderwanüung gleitet, während der innere Teil, der aus anderem Material als der äussere Teile bestehen kann, in enger Berührung mit dem ersten Teil steht und auf diesen die Kraft der Feder überträgt. Flg. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine radiale und axiale Aufteilung, Fig. 1Θ zeigt nur eine radiale Unter-O teilung, die die Flexibilität zwar nicht unmittelbar erhöht,

^m $ edοoh eine radiale und axiale Abdichtung durch besondere ^ Torteilhafte Anordnung der Grundelemente ermöglicht.

*** Unabhängig von 4er Winkelaufteilung der üegmente, die zur Verbesserung der Auflage an den gewölbten Z^linderwandungen

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allgemein bekannt ist, ist bei den erfindungsgemässen Kolbenringen eine axiale, vorzugsweise radiale Unterteilung vorgesehen, um die Auflage "Segment-Wandung" durch die Erhöhung dtr Flexibilität zu verbessern und um durch die Unterteilung eine neue Art der Abdichtung der Stossfugen an den Buden der Grundsegemente zu erhalten, wobei die Zahl der Grundstgmente, die den zusammengesetzten Hing A bilden, verschieden von der Zahl der entsprechenden Segmente B sein kann.

Pig. 11 zeigt das bekannte Prinzip der axialen Abdichtung durch einfache Überlappung.

Pig. 12 stellt das bekannte Prinzip der radialen Abdichtung duroh einfache zylindrische Überlappung dar.

Erfindungsgemäss ist im Falle der radialen Unterteilung in zwei Ringe A und B, die Überlappung der äusseren Segmente A plan, so dass eine axiale Abdichtung erhalten wird. Die radiale Abdichtung erhält man durch die Bnge Berührung der Stossfugen der Segmente A mit den btossfugen der Segmente B. Lie inneren Segmente B sind planüberlappt verbunden, oder durch eine zylindrische Überlappung, oder der Stoss ist gerade.

Bei einer Planüberlappung werden die üblichen Zusatzmittel

vorgesehen, um einen radialen Zusammenstoss /ider Stossfugen to

A und B zu vermeiden, da dies zu einer Undichtheit am Nutengrund führen würde, der mit dem oberen Teil des !Zylinders in Verbindung steht (Pig. 11, Pfeil S). Dies«

Undichtheit würde sich jedoch nur unerheblich am Nutengrund auswirken, wenn nicht gleichzeitig eine Undichtheit nach innen (Pfeil i) aufträte. · Aus diesem Grunde ist es grundsetzlich zwekckmässig, den Grad der Überlappung an den Segmenten A und B verschieden zu halten. Daruberhinaus können die Überlappungen gemäss Pig. 11 beliebfer^ Art im Uhrzeigersimsein und die Überlappungen der Segmente B ebenfalls beliebig gegensinnig symmetrisch, oder umgekehrt»

Denkbar ist auch ein Grundsegment A und ein Grundsegment B durch einfache Mittel versetzt zueinander anzuordnen, beispielweise durch eine Muffe, Stellschraube, Verriegelungsstab oder - stift, oder Punktschweissung. Die übrigen liegen dann ebenfalls versetzt zueinander, üine derartige Anordnung würde darüberhinaus eine Verbindung der Segmente B ohne Überlappung ermöglichen.

Im zweiten Fall, nämlich zylindrische Überlappung der inneren Segmente B, kann keine Undichtheit in bezug auf den Uutengrund entstehen, selbst wenn die Wink]/fc-der Stösse A und B zusammenfallen,und es ist nicht mehr erforderlich, den Sitz der Hinge durch zusätzliche Mittel zu festigen* die Segmente B und A sind (rei montierbar.

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*° Erfindungsgemäss ist eine besondere Einstellung auch für die

^Druckfeder nicht erforderlich, dadurch, dass sie eine gebogene

l aufweist und abwechselnd auf die Segmente B inid den d drückt, -und sv/er imtei^ einem oolcara ui'ikei» dass

'jedes irruiic!segment B von sitndestoas swsi I'".m!rL-ii»;i öqt 'reäQT

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berührt wird. Wenn der Hing B beispielsweise drei Grund— Segmente enthält», wiest die Feder mindestens sechs Druckpunkte zur Auflage auf dem Eusammengesetsten Ring auf. In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankene iA es im zweiten Fall auch möglich» dass die zylindrische Überlappung der inneren Segmente B mit Hilfe einer an einem -Punkt ange schweiften oder ▼ernieteten (verteilten) Blattfeder erreicht wird, und dass gegebenenfalls zur Auflage auf dem Hutengrund weitere elastische Drucklamellen vorgesfatn sind· .

Bei einer axialen Unterteilung gemäss Flg. 1Θ 1st der obere Hing A mit eylindrlsoher Überlappung (Fig. 12) auegebildet» so dass in erster Linie die radiale Abdichtung erreioht wird ι die axiale Abdichtung erfolgt über die Berührung mit dem unteren Hing A^. Letzterer kann entweder duroh plane oder lyllnd rieche Überlappung gebildet sein .odtr ' dnroh geraden Stoas. Sie erste Art der Ausbildung hat dagegen der. Vorteil» dass ηφτ eine elnslge Art von Grundsegmenttn erfOT-derlich l^t» wobei -jedooh Zusatsmlttel verwendet werden » u» die Stossfugen A₀ oder A* unter rereohiedenen Winkeln anraordnen.

Allen aufgeführten iueführungeforeen 1st geineineae» da·· Ütt sueamengeeetstes Segaent aus swel Ringen von örundeegaentem

gebildet ist, deren Btoetfugen »loh einfaoh überlappen» oder bei denen gar keine B to β »fugen vorgesehen sind» und Am die

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Abdichtung des Ganzen durch die Art des Zusammenfügen der beiden Ringe erreicht wird. Gerade durch die überaus einfache Ausbildung des Grundelementes wiiä die radiale und axiale Abdichtung in besonders wirtschaftlicher Weise erreicht.

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Claims (6)

An β ρ r ii o be

1. Zusammengesetztes Dichtsegment für Motorkolben, Dämpfer oder andere G-leiteysterne, dadurch gekennzeichnet, dasB das Segment in zwei Ringe unterteilt ist, die eich in derselben Jüut eng "berühren, und dass jeder Ring aus einem oder mehreren GrundSegmenten besteht, die sich einfach, plan oder zylindrisch überlappen.

2. Dichtsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein äusserer King (A) vorgesehen ist, dessen Grundsegmente sich plan überlappen, und dass ferner «in innerer Ring (B) vorgesehen ist, der mindestens die gesamte Höhe der Nut einnimmt und darüberhinaus die Kraft mindestens einer leder überträgt, derart, daes der Ring ein aus mehreren Blättern bestehendes elaebisches Zusammensetzttil grosser Flexibilität darstellt,

J. Dichtsegment nach den Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Grundsegmente eines inneren Hinges (B) plan überlappen , und dass die Stossfugen der beiden Ringe (A.)und (B) nicht zusammentreffen, da mindestens ein örundsegment iee. Ringes (A) und des Ringes (B) rea?- eetzt angeordnet ist·

4,Bichteegatnt nach den Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundeegaente «ines inneren Ringes (B) derart

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zylindrisch überlappt sind, dass eine versetzte Anordnung der Segmente nicht erforderlich ist.

5. Dichtsegment nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundsegmente des inneren Ringes (B) aus mehreren Lamellen bestehen, die an einem Punkt verkeilt, verschweiset oder vernietet sind, und dass eine oder mehrere Druckfeuern, die an einem oder mehreren Punkten auf den Fugengrund drücken, vorgesehen sind.

6. Dichtsegment nach den Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Ringe (A ) und (A.) axial zumindest teilweise

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übereinanderliegen, und dass der obere Ring zylindrisch überlappt istgi und dass der untere Ring in beliebiger "weise überlappt ist, und dass die btossfugen der beiden Ringe (A ) und (A.) mit Hilfe von bekannten Zusatzmitteln unter

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einem bestimmten Winkel verkeilt.angeordnet sind.

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