DE1475757A1 - OElring - Google Patents
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- DE1475757A1 DE1475757A1 DE19651475757 DE1475757A DE1475757A1 DE 1475757 A1 DE1475757 A1 DE 1475757A1 DE 19651475757 DE19651475757 DE 19651475757 DE 1475757 A DE1475757 A DE 1475757A DE 1475757 A1 DE1475757 A1 DE 1475757A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/12—Details
- F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
- F16J9/206—One-piece oil-scraping rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/12—Details
- F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
- F16J9/203—Oil-scraping rings
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
Muskegon Piston Ring Company, 1839 Sixth Street,
Muskegon, Michigan, U. S. A.
Muskegon, Michigan, U. S. A.
Ölring
Die Erfindung bezieht sieh auf» Kolbenringe und richtet sich
insbesondere auf einen neuartigen einstückigen Ölring. Die wachsenden Anforderungen an die Wirksamkeit der Ölkontrolle,
gekoppelt mit dem steigenden Bedarf an Kolbenringen durch
mit hohem Vakuum und hoher Kompression arbeitende Hochleistungsmaschinen macht die Entwicklung völlig neuartiger Ringkonstruktionen erforderlich. Außerdem wird eine genauere Formgebung bei solchen Ringen dadurch gefordert, daß man die raucherzeugenden Komponen en der Auspuffgase beseitigen oder wenigstens kräftig verringern will. Wegen des
kurzen Hubes und der genauen Ölkontrolle, die man von Ölringen wegen der neuen Maschinen verlangt, ist es notwendig,
mit hohem Vakuum und hoher Kompression arbeitende Hochleistungsmaschinen macht die Entwicklung völlig neuartiger Ringkonstruktionen erforderlich. Außerdem wird eine genauere Formgebung bei solchen Ringen dadurch gefordert, daß man die raucherzeugenden Komponen en der Auspuffgase beseitigen oder wenigstens kräftig verringern will. Wegen des
kurzen Hubes und der genauen Ölkontrolle, die man von Ölringen wegen der neuen Maschinen verlangt, ist es notwendig,
Ringe von größerer Flexibilität als sie bisher notwendig erschien,
zu bauen. Hlexibilität wird verlangt, um es den Ringen zu ermöglichen, sich sehr eng der Zylinderwandung
anzupassen, so daß der Ölfilm auf der Zylinderwandung während
jedes Hubes wirksam und zwangsläufig entfernt wird. TJm diese größere Flexibilität oder Anpassungsfähigkeit zu erreichen,
müssen die Ringe aus dünnerem Material hergestellt und die Radialtiefe des Ringes größer gemacht werden, um seine Federlänge
zu vergrößern. Solche Änderungen schwächen selbstverständlich die Widerstandsfähigkeit des Ringes gegen axiale
Zusammendrückung oder einen Zusammenbruch.
Die Erfindung überwindet das Problem der Schwächung des Binges und verbessert trotzdem seine weichen Federcharakteristiken.
Durch die Erfindung wird eine neuartige Querschnittskonstruktion für den Ring vorgeschlagen, welche
nicht nur die Schwächungswirkung bei der Verminderung der Materialdicke und der Vergrößerung der Federlänge überwindet,
sondern auch dazu führt, daß der fertige Ring widerstandsfähiger gegen Druckbelastungen als Ringe üblicher
Bauart und aus üblichen Materialien ist. Das bei diesen Ringen auftretende Problem besteht darin, die Segmente
oder Schabekanten gegen Durchbiegung infolge des Zuges des Ringes über die Zylinderwandung bei der Hin- und Herbewegung,
die Knick- und Druckb-eanspruchungen, die durch den Hing infolge Trägheit und Moment am Ende dta. Hubes auf-
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gebracht werden, und· die Druckkräfte yon Seiten der Gase
wirksam abzustützen, welche verursachen, über den Hing auszutreten.
Es ist wesentlich, diese zusammendrückende Wirkung auf den Ring un er Kontrolle zu halten. Erfolgt dies nicht
an jedem Ende des Hubes, dann neigen die Sei enteile des Ringes dazu, sich von den Sei enfiilen der Ringnut abzuheben,
so daß ein Durchlaß entsteht, durch welchen Öl in der einen Richtung und Gase in der anderen Richtung gepumpt
werden. Praktisch ergibt sich also ein Nebenschluß für-die
Ringabdichtung. Durch die Erfindung werden die Seitenteile des Ringes in der Nähe seiner äußeren Radialkante zwangsläufig
abgestützt. Dies führt zu einer zwangsläufigen Kontrolle gegen ein Einknicken oder Zusammendrücken des Ringes.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die
Abstützung der einzelnen Segmente selbst durch Umformung derselben in der Weise, daß sie die Festigkeit eines BaI-kens
statt diejenige einer flachen Platte erhalten. Für diesen Zweck wird ein Teil jedes Segmentes umgebogen, um
einen Winkel herzustellen, welcher die Festigkeit gegen Durchbiegung wesentlich vergrößert, die sieh aus der Ümfangszusammendrückung
des Ringes im Zeitpunkt des Einbaus ergibt, Diese Maßnahme trägt wesentlich zur Wirksamkeit
sowohl der Seitenabdichtung als auch der Zylinderwandung des Ringes bei.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ringes besteht
darin, daß die zwangsläufige Abstützung der Segmente die Gefahr der Beschädigung des Ringes beim Einbau beseitigt.
Sie verhindert die Zerstörung infolge unrichtigen oder schwierigen
Einbaus. Die Erfindung ermöglicht die Schaffung eines zwangsläufig abgestützten Ringes mit einer wirksamen Seitenabdichtung,
wenn der Ring in axialer Richtung bei dem ersten Einbau in die Ringnut etwas zusammengedrückt wird.
Weitere Ziele und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der folgenden Einzelbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine TeiMrauf sieht auf ein Stanzstück, aus dem
eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ringes hergestellt wird;
Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht eines fertigen
Ringes gemäß der Erfindung;
Ringes gemäß der Erfindung;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Ebene III-III der Fig. 2;
ί Fig. 4 eine schematische Darstellung eines fertigen Ringes
gemäß der Erfindung;
Fig. 5 einen Schnitt ähnlich dem nach Fig. 3 «ur Wiedergabe
einer abgeänderten Ausführungsform eines er-
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finäungsgemäßen Ringes mit verstärkter Seitenabdichtung;
Fig. 6 einen Schnitt durch den in eine Hingnut eingebauten
Ring nach Fig. 5;
Fig. 7 eine Teilduraufsieht auf ein abgeändertes Stanzstück
für eine abgeänderte Ausführungsform eines Ringes gemäß der Erfindung; ^j
Fig. δ eine perspektivische Teilansicht eines aus dem
Stanzstück nach Fig. 7 hergestellten Ringes;
Fig. 9 eine Teilansieht der inneren Radialfläche des Ringes
nach Fig. 8; !
Fig. 10 einen Schnitt im wesentlichen längs der Ebene X-X der Fig. 8 zur Wiedergabe "des in eine Ringnut eingebauten
Ringes; ä
Fig. 11 eine schematische Darstellung zur Wiedergabe des Wirkungsprinzips
der Ringkonstruktion nach den Figuren : u bis 10;
Fig. 12 eine abgeänderte Konstruktion für den Ring nach
den Figuren 7 bis 10;
Fig. 13 eine weitere abgeänderte Ausführungeform, die sowohl
auf die Ringe nach' den Figuren 1 bis 6 als auoh auf die Ringe nach den Figuren 7 bis 10 anwendbar ist,
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und in
Pig. 14 einen Schnitt zur Wiedergabe einer abgeänderten Ausführungsform, die sich sowohl bei den Ringen
nach den Figuren I bis 6 als auch bei den Ringen nach den Figuren 7 bis 10 anwenden läßt.
Der erfindungsgemäße Ring wird aus einem fortlaufenden m Materialband hergestellt und im Querschnitt auf sich
selbst zurückgefaltet, so daß eine vergrößerte Schlaufe entsteht. Die äußere Kante dieser Schlaufe liegt in der
Nähe der äußeren Radialfläche des Ringes und dient als
Stütze, die sich von den Segmenten auf einer axialen Seite des Ringes zu den Segmenten auf der anderen axialen Seite des
Ringes erstreckt und diese gegen Druckbelastungen und nach
innen gerichtete Durchbiegung abstützt. Außerdem weist eine Ausführungsform des Ringes Segmente auf, deren innerer
Teil nach unten zum inneren Ausbuch ungsteil des Rir.ges
umgeschlagen ist, so daß ein L-förmiges Winkelstück entsteht, welches einer Durchbiegung infolge der Umfangszusammendrückung
des Ringes zu widerstehen vermag*
In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Stanzkörper, der dadurch gekennzeichnet
ist, daß er aus einem dünnen langen Materialband besteht, der in gleichen Abständen seitlich verlaufende
Öffnungen 11 und 11a aufweist, Diese sind längs der Mittellinie
des Stanzkörpers angeordnet. Jede Öffnung 11 und 11a
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ist an einem Ende abgerundet -und am anderen Ende angespitzt.
Die angespitzten Enden abwechselnder Öffnungen oder Schlitze weisen in entgegengesetzte Rieh ungen,
und auf diese Weise unterscheiden sich die Schlitze 11 ,
von den Schlitzen 11a. Von dem angek-spitzten Ende jedes
Schlitzes erstrecken sich bis zu den Randkanten des Stanz körpers oder wenigstens in die Nähe, der Randkanten schmale M
Anreißlinien 12. Diese können auf einer oder beiden Oberflächen
des Stanzkörpers vorgesehen sein. Die Öffnungen Tt und 11a sind voneinander durch längliche Streifen 18 getrennt.
Der Stanzkörper wird nach dem Lochen und Anreißen, wie es
in Fig. i dargestellt ist, in die gewünschte Querschnittsform gewalzt, erwärmt und abgeschreckt, um ihn brüchig zu
machen. Die Anreißmarkierungen 12 werden dann durchgebrochen,
um die äußeren radialen Kanten des Ringes in eine Vielzahl von Segmenten 13 zu trennen, die voneinander durch "
Trennstellen 14 getrennt sind. Die Segmente auf einer Axial-'
seite des Ring'es sind durch das Bezugszeichen 13 und die auf
der anderen Seite des Ringes durch das Bezugszeichen 13a i
angedeutet, (vgl. Fig. 2). Der Ring wird dann erneut erhitzt und auf die erforderliche Härte gebracht, gestreckt
und gezogen, und auf Länge gebracht, um einen Körper herzustellen, welcher beim Schließen des Teiles 15 nach Fig. 4
die kreisförmige Gestalt des Ringes 16 annimmt. Das eben beschriebene Verfahren zur Herstellung einee solchen Ringes
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läßt sich beispielsweise aus der US-Patentschrift 2 668 entnehmen. Selbstverständlich kann man auch andere Verfahren
zur Formung des Ringes im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwenden, da sich die Erfindung
auf die Form des Ringes und weniger auf das Verfahren,
durch das er hergestellt wird, richtet.
Bei der Herstellung des Ringes 20 nach Fig» 2 wird der
Stanzkörper 10 nach Fig. 1 zuerst umgefaltet, so daß ein Teil entsteht, der sich nach unten zum inneren radialen
Bogenteil des Ringes erstreckt. Das Material wird dann auf sich selbst zurückgefaltet, so daß eine sich radial
und nach außen erstreckende Schlaufe 21 von beträchtlichen Abmessungen entsteht. Der Rest des Materials wird dann so
gefaltet, daß er sich axial erstreckt, um den Rest des inneren radialen Bogenteils herzustellen, und dann nach außen
und radial gerichtet, um die un ere Seite des Ringes zu gestalten. Dort, wo die Seiten des Ringes zur Herstellung
der Schlaufe 21 umgebogen werden, entsteht ein Paar kleinerer
Schlaufen 22 und 23. Diese Schlaufen liegen in der Nähe des inneren radialen Bogenteiles des Ringes.
Die Schlaufen 22 und 23 können solche Abmessungen aufweisen,
daß sie den gesamten inneren Bo&enteil des Ringes
einnehmen, wie es aus Fig. 3 zu entnehmen ist, sie können aber auch kleiner sein, so daß ein Spalt 28 enteteht, durch
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welchen sich die äußere radiale Schlaufe 21 über die Innenfläche
des Ringes öffnet, wie man aus Fig. 13 erkennt.
Unabhängig von der verwendeten Konstruktion ist die axiale Höhe
der äu&ren Schiaufe 21 derart, daß in der Nachbarschaft des
äußeren radialen Teiles des Ringes die Seiten der Schlaufe entweder die Innenseitenoberflächen der Segmente 13 und 13a
berühren, oder sich soweit annähern, daß der Spalt zwischen A der Schlaufe und den Segmenten einen Betrag von 0,1 - 0,15 mm
nicht überschreitet. Die radiale äußere Wandung 24, die das Ende der Schlaufe 21 definiert, bildet für alle praktischen
Zwecke eine geradlinige Stütze, die sich axial zwischen den Segmenten 13 und 13a erstreckt. Als solche bildet
sie eine starre Unterstützung zur Aufnahme und Abstützung dieser Segmente an einer Stelle, die sehr nahe an ihren freien
Enden liegt. Es entsteht eine zwangsläufige Begrenzung für die Bewegungsfreiheit der Segmente aufeinander zu. Unabhägig
davon, ob die Schlaufe 21 geschlossen oder offen an inneren radialen Bogenteil ist, wie es durch die Figuren 3
und 13 einander gegenübergestellt wird, hat diese Ausbil- ! dung keinerlei Einfluß auf die tragende Wirkung der Wandung
24» Gerade diese Stützwandung liefert einen Ring mit großer Widerstandsfähigkeit gegen Druckbelastungen. Man erhält
also einen einstückigen Kolbenring mit einem Hauptteil mit
einstückigen oberen und unteren in Segmente unterteilten
Seitengliedern, wobei ein .Teil des Hauptteiles so umgefaltet ist, daß eine axiale Abstützung für die Segmente
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an ihrer Berührungsstelle· mit aer Zylinderwandung entsteht.
Auf diese WeIsewird jedes einzelne Segment abgestützt.
Mail erkennt, daß die Wandung 24 als Abstützung an der Stelle der maximalen Druckbelastung des Ringes dient.
β Diese Stelle befindet sich unmittelbar an der Stelle der Berührung zwischen Ring und Zylinderwandung. Man erhält deshalb
eine zwangsläufige und enge Abstützung für die schabenden
Flächen'des Ringes, wo sie dem Zug ihrer Gleitbewegung
längs der Zylinderwandung ausgesetzt sind. Diese Abstützung befindet sich unmittelbar in der Nähe des Spieles zwischen
Kolben und Zylinderwandungen, wo irgendwelche durch die austretenden Verbrennungsgase erzeugten Druckbelastungen
grundsätzlich ihre maximale Druckkraft auf den Riang übertragen. Die Abstützung der Segmente erfolgt auch gegen die
maximale Biegewirkung, die durch Trägheitskräfte und Momente
entsteht, welche sich aus der Hin- und Herbewegung des Kolbens ergeben. Sie vermeidet ferner die Vervielfachung der
Biegekräfte, die sich bei Fehlen einer solchen Abstützung daraus ergeben, daß die Segmente nur am extremen inneren
Radialteil des Rianges befestigt sind. Ohne die abstützende
Wandung 24 werden die Belastungen am tatsächlichen Ende dieses langen Hebelarmes aufgebracht, wo das aus diesen
Belastungen resultierende Moment am größten ist.
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Man erkennt aus Fig. 2, daß jedea der Segmente 13 und
13a mit einem Paar von Streben 25 verbunden ist. Biese Streben werden durch die Bänder 18 gebildet, welche
zwischen den Öffnungen 11 und 11a im Stanzkörper verbleiben.
Da die Segmente 13 über "den Umfang gegenüber
den Segmenten 13a versetzt sind, ist jede mit einem
der Segmente 13 einstückige Strebe 25 auch einstückig jj
mit einem anderen der Segmente 13a. Gerade diese Streben,
welche in die Krümmung verformt werden, erzeugen die ! Schlaufen 21, 22 und 23, zusammen mit der tragenden Stütze
24. Um eine ausreichende Materiallänge zur Erzeugung dieser Schlaufen vorzusehen, weisen diese Streben 25 eine beträchtliche
Länge auf.
Die Streben dienen als Federn, die dem Ring eine aus- I
reichende Flexibilität verleihen. Infolge ihrer Länge ist die Flexibilität des Ringes stark vergrößert, da
die Feder selbst beträch lieh länger als die Ringe bekannter
Konstruktion ist. Dieses Merkmal ist als "weiche Feder" bekannt." Während es eine Vergrößerung der radialen Durch-j
biegung des Ringes für einen gegebenen radialen Spannungswert erlaubt, hat der Ring eine vergrößerte Freiheit, sich
den Zylinderwandungen anzupassen und damit eine dichte und wirksarie Abdichtung zu erzielen. Dieses Weichmachen
der Federmharakteristik des Ringes schwächt den Ring nicht
wegen der Existenz der Stützen 24, die eine zwangsläufige
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axiale Abstützung der Segmente zur Folge haben.
Die Fig. 7 bis 10 zeigen eine Abänderung des Erfindungsgegenstandes. Auch in diesem Falle besteht der Stanzkörper
30 aus einem dünnen bandartigen Material. Er weist ebenfalls in gleichem Abstand angeordnete, längliche, schlitzartige Öffnungen 31 und 32 auf, die voneinander
durch längliche Streifen getrennt sind. Die Öffnungen oder Schlitze 31 und 32 ähneln den Öffnungen
oder Schlitzen 11 und 11a. Ähnlich wie die Öffnungen 11 und 11a weisen die Öffnungen 31 und 32 ein gerundetes
und ein keilförmiges oder angespitztes Ende auf, wobei die spitzen Enden der Schlitze 31 den spitzen
Enden der Schlitze 32 entgegengesetzt gerichtet sind. Die Schlitze 31 und 32 sind abwechselnd längs deH Stanzkörpers
angeordnet. Unähnlich den Schlitzen 11 und 11a
sind die Schlitze 31 und 32 quer zum Stanzkörper gegeneinander
versetzt. Auf diese Weise liegen die Schlitze 31 näher an der einen Randkante des Stanzkörpers, während
die Schli ze 32 näher an der gegenüberliegenden Randkante des Stanzkörpers angeordnet sind. Man erhält somit eine Art von Zick-Zack-Muster, so daß die Schlitze
nicht aur Mittellinie des Stanzkörpers «entriert sind.
■ Um den Stanzkörper 30 zu einem Kreisring in der Art des
Ringes nach Fig. 4 zu verformen, werden dieselben Verfahrensschritte
und FaItvorgänge vorgenommen» wie sie
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im Zusammenhang mit dem in Fig. 2 wiedergegebenen Ring
20 erläutert wurden. Der fertige Ring 33 ist aus Fig. 8 teilweise zu entnehmen. Seine Querschnittsform ist, soweit
sie den Verlauf der Streben 34 betrifft, identisch mit derjenigen des Ringes 20. Jedoch ändert die Versetzung
der Schlitze 31 und 32 wesentlich die Natur der Segmente 35 und 35a. Statt daß die Segmente in den Sei- (^
ten des Ringes enden, erstrecken sich ihre inneren Radialteile nach unten zum inneren Bogenteil des Ringes und
i in den inneren Teil der Seiten der Hauptschlaufe 21 (Fig.
10). Auf diese Weise ist jedes Segment nicht mehr einfach
ein flacher Materialstreifen, sondern bildet für alle praktischen Zwecke einen Lkförmigen Winkel. Auf diese
Weise wird jedes Segment wesentlich verstärkt.
Fig. 11 zeigt die Änderung im Prinzip, die durch diese
Änderunng der Konstruktion eingeführt wird. Der obere Teil gibt Segmente üblicher Bauart, d. h. ein flaches
Materialstück, wider, auf das die Druckbelastungen A vom Bnde her und die Biegebelastungen B gegen die breiten
Oberflächen aufgebracht werden. Die Druckbelastungen werden durch den Umfangsdruck auf den Ring beim Schließen
und Einsetzen in den Zylinder erzeugt. Diese Belastungen'
müssen aufgebracht werden, um die radiale Spannung zu erzeugen, die notwendig ift, damit der Ring riohtig arbeitet. Dieee Druckkräfte führen zu einem Auebeulen der
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flachen plattenartigen Konstruktion, die charakteristisch
für den Stand der Technik ist. Reichen sie nich aus, um dieses Ausheulen hervorzurufen, so wirken sie doch mit
den Biegekräften zusammen, die senkrecht zu den breitesten Oberflächen aufgebracht werden, und vergrößern die Neigung zum Ausbeulen und Durchbiegen, sobald diese Biegebelastungen zur Einwirkung kommen. Diese Belastungen werden durch das Reiben des Ringes an den Zylinderwandungen und durch die Druckkräfte der Gase, denen der Ring ausgesetzt ist, aufgebracht. Außerdem kommt die Khickwirkung der Momente und Trägheitskräfte hinzu, die jeweils am Ende des Hubes entstehen.
den Biegekräften zusammen, die senkrecht zu den breitesten Oberflächen aufgebracht werden, und vergrößern die Neigung zum Ausbeulen und Durchbiegen, sobald diese Biegebelastungen zur Einwirkung kommen. Diese Belastungen werden durch das Reiben des Ringes an den Zylinderwandungen und durch die Druckkräfte der Gase, denen der Ring ausgesetzt ist, aufgebracht. Außerdem kommt die Khickwirkung der Momente und Trägheitskräfte hinzu, die jeweils am Ende des Hubes entstehen.
Der untere Teil der Pig. 11 zeigt, wie die Segmente
gemäß der Erfindung ausgebildet sind und wirken. Man
erkennt, daß jedes Segment nunmehr längs einer Kante
einen Plansch oder Rand rechtwinklig zum flachen,
plattenartigen Teil aufweist. Dieser winkelförmige Teil versteift das gesamte Segment. Er vergrößert wesentlich· die Fähigkeit de» Segments, den Umfangsdruckkraften A
zu widerstehen. Er verstärkt außerdem die Fähigkeit des
Segments, den axial aufgebrachten Biegebelastungen B zu widerstehen. Gleichzeitig wird die Flexibilität des Hinges nicht merklich nachteilig beeinflußt, weil die Querschnittsgestalt des Ringes eine Feder soloher I4nge aufrechterhält, daß trotz der Stanrheit des Segmentes selbst
gemäß der Erfindung ausgebildet sind und wirken. Man
erkennt, daß jedes Segment nunmehr längs einer Kante
einen Plansch oder Rand rechtwinklig zum flachen,
plattenartigen Teil aufweist. Dieser winkelförmige Teil versteift das gesamte Segment. Er vergrößert wesentlich· die Fähigkeit de» Segments, den Umfangsdruckkraften A
zu widerstehen. Er verstärkt außerdem die Fähigkeit des
Segments, den axial aufgebrachten Biegebelastungen B zu widerstehen. Gleichzeitig wird die Flexibilität des Hinges nicht merklich nachteilig beeinflußt, weil die Querschnittsgestalt des Ringes eine Feder soloher I4nge aufrechterhält, daß trotz der Stanrheit des Segmentes selbst
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der Ring als Ganzes außerordentlich flexibel ist und
damit für einen bestimmten radialen Spannungswert gut anpaßt. Wegen dieser besonderen Ringkonstruktion mit einem
so starken Ausmaß an Weichfedereffekt ist es möglich, die Länge des Segmentes zu vergrößern. Man kann deshalb jede
zweite oder dritte Anreißlinie 12 statt jeder dieser Anreißlinien unterbrechen. Dadurch wird wesentlich die Anzahl
der Teile über den Umfang des Ri^nges herabgesetzt und
damit auch die Anzahl der Öffnungen, durch die Schmiermittel oder Gase über die vom Ring erzeugte Dichtung austreten
können.
Die Fig. 5, 6 und 12 zeigen das Merkmal, daß einer der
Ringe 33a oder 40 mit verstärkter Seitenabdichtungswirkung konstruiert werden kann. Diese Ringe weisen
bei der anfänglichen Verformung in ihre Querschnittsgestalt leicht divergierende Seiten auf, so daß der Ring f
eine schwache Keilform erhält. Wird der Ring in die Ringnut - wie aus"Fig. 6 ersieh lieh - eingesetzt, dann wer- \
den die Segmente und damit die ganzen Sei enteile des
Ringes etwas zusammengedrückt. Dies sichert einen zwangsläufigen Seitenabdichtkontakt mit den anderen Kanten
der Ringnut ohne Störung der Freiheit des Ringes, sich
in radialer Richtung zur Anpassung an die Form d*r 2yv
linderwandungen zu verschieben. Man erkennt aus Fig. 5,
daß ein kleiner Spalt 41 zwischen den Enden der Stütze 24
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und den Innenoberflachen der Segmente 13 und 13a vorgesehen
ist. Dieser Spalt wird entweder vollständig oder Vorzugs«
weise wenigstens annähernd geschlossen* wenn der Ring in
die Ringnut 42 (vgl. Pig« 6} eingesetzt wird. Dieser Spalt
an der Verschlußstelle hat Abmessungen von annähernd
fig. 12 geigt das gleiche Prinzip divergierender Rinn«
sgitenttile wie in den Pig« 5 und i» Jeäoeh in ÄnweMyni
auf einen Ring naoh Pig« 6.. Der· ling; 33& erhält somit Am
S^itenaMiehteffelrt wegen des zwangsläufigen gittern
4er Äuienkante der Ringnut und den ¥ersteifungs*
B&lkoneffe&t der tieferen Segmente 35 und 35a,
ferner eine besonders starre Abstiitziung durch dit 24.
In manchen Fällen kann es wünschenswert sein». Ringe nmoh
den Pig, 5$ β und 12 ohne tatsächliche Ius
der Ringseitenteile einzubauen* Selbst unter diesen ständen bewirkt die Divergenz der Seitesteil© ein« ü*rie
liehe Verbesserung im Seiteaabäichteffekt, fta Ate
die Segmente weiter gegen axialesVerbieg«»-
14 eeigt eine Konstruktioßi bei der
durch Aufeetaen einer Hippe 50 in air Nail· ätf Äuiinveittr
verstärkt siaa^ Joait welät Iw? Hing 5 t
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selbst steifere Segmente, soweit die Widerstandsfähigkei:;
gegen Druckkräfte betroffen ist, auf, als die anderen Ringe, ohne daß die Federwirkung beeinträchtigt
wird. Man erkennt, daß die Verstärkungsrippen auf den Segmenten 35b und 35c bei allen Ringkonstruktionen, die
hier beschrieben worden sind, angewendet werden können.
Durch die Erfindung wird ein neues Grundprinzip eines einstückigen Ringes geschaffen, dessen mit der Zylinderwandung
in Eingriff kommende Seitenteile in viele unabhängige
Segmente unterteilt sind, die jeweils in Achsrichtung abgestützt sind. Durch die Erfindung wird
ferner eine Konstruktion vorgeschlagen, bei der dies bei einem einstückigen Ring möglich ist. Darüberhinaus
offenbart die Erfindung zum ersten Mal eine axiale Abstützung zur Steuerung des Flattern des Segmentes bei
einem einstückigen Ring.
Durch den erfindungsgemäßen Ring wird ein bedeutender
Fortschritt bei der Konstruktion von Ölringen erzielt.
Der Ring weist eine zwangsläufige Kontrolle des axialen Abstandes der Segmente auf, Damit wird der Seitenabdichtungseffekt
dee Ringes wesentlich verbessert. Ohne Verlust an Festigkeit wird d#r Ring wesentlich flexibler
oder nachgiebiger wegen der vergrößerten Länge der
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festigkeit oder der radialen Spannungs-Charakteristik des Ringes. Man erhält einen Ring mit verbesserter Widerstandsfähigkeit
gegen Durchbiegen und Ausbeulen der Segmente. Da die Segmente zwangsläufig gegen axiale Druckbeanspruchung
des Ringes.abgestützt und gegen ein Durchbiegen oder Ausbeulen unter Einwirkung von Umfangsdrücken
verstärkt sind, kann man für den Ring selbst ein dünneres Material verwenden. Dadurch werden die Kosten und das
Gewicht des Ringes vermindert. Die Verminderung im Gewicht
führt zu einer Verringerung der Größe der Trägheitskräfte und Momen e, denen der Ring während des.Betriebes ausgesetzt
ist. Dadurch werden wiederum die Ausbiegungseffekte
auf den Ring beim Entstehen dieser Kräfte herabgesetzt.
Selbstverständlich sind die gezeichneten und beschriebenen Ausführungsformen nur Beispiele für das Erfindungsprinzip*
Pat entanaprüche:
00 9829/13AS
Claims (7)
1, Geteilt©? ei.netUQkicer
und. iiffiit tinitttekifiii
in Eingriff
mit ©i»em H&upttiil
u&d Qb@r§nt mit äer
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(It) gttFtaatta atpitatta (13» 13a| 31«
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(14) Miätt« di§ «ioiv-in
(13« ^3&| 3§t 35a)
mit tüs äuiertii rsötialea IM© in VtrMndwii stths», vm& &&% füa*
tint Sttttzt ^ergtith^n ist
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2. Kolbenring nk©n Anspruem 1f dt.tiii'eß g'e k β a η
. a ei e η η e t t daß die Enden der Stütssen (24)
die Innenoberflächen der Segmente in freiem Zustand des Ringes voneinander einen Abstand aufweisen und die
Länge der Stützen derart gewählt ist, das die Segmente . in Achsrichtung parallel zueinander verlaufen»
aie die Enden der Stützen berühren.
aie die Enden der Stützen berühren.
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3. Kolbenring nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der schlaufen-
oder schlingenförmige Mittelteil Sei enteile aufweist, welche einen großen axialen Teil der Innenfläche
des Ringes einnehmen und an der Innenfläche voneinander einen axialen Abstand aufweisen.
/der 4· Kolbenring nach einem oder mehreren7Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet , daß der Mittelteil in eine Vielzahl paralleler Stützglieder
unterteilt ist, die in Umfangsrichtung voneinander durch Schlitze getrennt sind, welche sich von den
Segmenten auf einer Seite des Ringes zu den Segmenten auf der anderen Seite erstrecken.
5. Kolbenring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden abwechselnder Schlitze
gegeneinander in Richtung der Segmente eines der Seitenteile versetzt sind, während die verbleibenden
Schlitze in Richtung der Segmente des anderen Seitenteiles versetzt sind, und Teile dieser Segmente sich
in Achsrichtung erstrecken, so daß bei der Bildung des inneren Radialteiles des Ringes die Segmente
L-Form erhalten.
- 21 -00 98 28/1346
6. Kolbenring nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Axialbreite des Kolbenringes etwas größer als die Axialbreite der den Kolbenring aufnehmenden Ringnut
ist.
7. Kolbenring nach einem oder"mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch. gekennzeichnet, daß der schlingen- oder schlaufenförmige Mittelteil dreieckige
Form aufweist.
VL.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US337438A US3212785A (en) | 1964-01-13 | 1964-01-13 | Oil ring |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1475757A1 true DE1475757A1 (de) | 1970-07-09 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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DE (1) | DE1475757A1 (de) |
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GB2118681A (en) * | 1982-04-21 | 1983-11-02 | Nii T Traktornogo I Selskokhoz | Compound oil rings for pistons |
DE102014223989A1 (de) * | 2014-11-25 | 2016-05-25 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Zweiteiliger Kolbenring |
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US2291945A (en) * | 1940-04-01 | 1942-08-04 | Power Res Corp | Piston ring construction |
US2474493A (en) * | 1945-04-02 | 1949-06-28 | Hastings Mfg Co | Piston ring assembly and spacer therefor |
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US2631908A (en) * | 1947-10-29 | 1953-03-17 | Perfect Circle Corp | Piston ring |
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- 1964-01-13 US US337438A patent/US3212785A/en not_active Expired - Lifetime
- 1964-12-01 GB GB48779/64A patent/GB1026828A/en not_active Expired
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1965
- 1965-01-12 DE DE19651475757 patent/DE1475757A1/de active Pending
Also Published As
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