DE1601388A1

DE1601388A1 - Kolben- und Kolbenringanordnung fuer Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE1601388A1
Application number: DE19681601388
Authority: DE
Inventors: Robert Geffroy
Original assignee: SEALFIRE
Current assignee: SEALFIRE
Priority date: 1967-02-17
Filing date: 1968-02-16
Publication date: 1970-10-29
Also published as: FR94125E; SE349380B; GB1224486A; US3759148A; JPS4945242B1; NL6802351A; DE1601388B2; FR93212E; FR1540312A; ES350557A1; DE1601388C3

Description

DR. MOLLER-BORiE DlPL-PHYS, DkMANiTZ DiPL-CHEM-DFlDEUFEL DIPL-iNG. FtKSTERWALD DJPt-ING. GRA'MiCOW '- " -

PATENTANWÄLTE 1 © Θ Τ 3 B

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Kolben- und KoXbemhgan Ordnung für VerbrennungsBiotoren

Die Erfindung bezieiit siciri auf eine Anordnung aus Kolben uiid Kolbenringen für Verbrennungamo tor en*

Kolben für Yerbrennungsmotoren tl-agen Segmente oder" Ringe^ die die doppelte Aufgabe zu erfülleil haben* nämlich die Abdichtung der Verbrennungskammer zwischen .Kolben und Zylinder sicherzustellen und zu verhindern, daß der größte Teil des gegen die Wände des Zylinders geschleuderten Öls in die Brennkammer tritt.

Im allgemeinen wer den,bisher drei oder mehr Segmente oder Ringe vorgesehen^ von denen wenigstens zwei, die sogenannten YerdichtungB—bzw-Kolbenringe sich dem Durchlaß der Gase aus den Yerbrennungskammern in das Kurbelgehäuse während des Verdichtungstalfttee j des Verbrennungstaktee und des Auslaß takt es und aus dem Gehäuse in die ferbrennüngskammern während des Ansaug- . taktes widersetzen. Bisher erreicht man dies hauptsächlich durch folgende; gemeinsam oder einzein benutzte Mittel; '

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Dr. MDIIer-Bor* - ■*" Dr. Mqnitz · Dr. Deufel · Dipl.-lnEJ. Finilärwald Dipl.-lng. Grämkow

ßragnschwaig/ Am BOtgatpark8 S Mönchen22, Robart-kocti-SlFäßo V 7.Stuttgart-BedConnitatt

Telefon (0531) 2 W 87 Telefon (08TIJ 22 5) 10,Tel« 522050 mbpar M;ir!«i5iroß»3,Töbf«r.iO?ni ö

Stärkstmögliche Einschränkung des Spiels zwischen Kolbenringen und den sie aufnehmenden Kolbennuten, Schrägausbiidung der Kolbenringe, derart, daß sie in ihren Huten auf Kreisen getragen werden, die an zwei Enden einer Diagonale ihres Querschnittes angeordnet sind, stärkstmÖgliche Verminderung ihres Querschnittes und schließlich Formung des Umfang es,. der eng an die Zylinderwand angepaßt wird.

'Der Ölabstreifring befindet sich in einer Hut unterhalb der beiden vorgenannten, im allgemeinen oben an- Schaft des F-olbens, der im Zylinder gleitet und schleift. Die Ölabstreifelemente bestehen im wesentlichen aus zwei Lippen; sie x«; er den entweder durch einen einstückigen Eing aus Gußeisen getragen oder bestehen aus Schienen aus Stahl, die gegen den Zylinder und die ■Wände der.Hut durch eine expandierende Feder gedrückt werden oder sie bestehen aus Abschnitten von Stahllippen, die fast dicht bzw. aneinanderstoßend elastisch untereinander verbunden sind und eine Anordnung von zwei kreisförmigen gegen den Zylinder gehaltenen Lippen bilden. Die Oberflächen der heutigen ölabstreifring e werden entweder mit geringem. Spiel gelagert oder werden elastisch so dicht wie möglich gegen die seitlichen Wände der ICoIbennut gedrückt; in sämtlichen Fällen ist der Raum zwischen den beiden Lippen offen und steht in großem Umfang mit dem Boden der Hut in Verbindung, die ihrerseits eine wesentliche Verbindung mit dem Kurbelgehäuse aufweist.

Gewisse Verbrennungsmotoren, insbesondere die Dieselmotoren, besitzen eine größere Anzahl von Kolbenringen, wob^i die Abdichtung mit mehr als zwei Verdichtungsringen und/oder das Abstreichen mit mehr als einem ölabstreifring· erfolgt. !'

Anders ausgedrückt:, nach dem lieu tig.eü Stand der¹, !Technik der aus : llolben und Kolbenringen bestehend en. Segm elite wird e'iners eits die Abdichtung zwischen-den Verbreimungskamniern und dem Kurbelgehäuse durch: eine Auf einander folge von Hindernissen, oichergestc?llt, die durch die Verdichtungsringe und den - öl ab streif ring.gebildet werden, welche."in ihren"Nuten mit dem geringstmöglichen Spiel gelagert sindj vrobei jedes dieser Hindernisse aur iibdiclrtung die addierten Anteile der DruakTerluste ""bei-tragtj die- am DurchSlasekreis auftreten, und andererseits wird das/öl durch -das Abstreichen der ZyliiiderwäncLe mittels dieser" in"Heihe geschalteten Hindernisse erreicht, wobei die Hauptunterbindungsaufgäbe dem oder den Abstreiiring(en) zukommt.

Der !fachteil dieser, heutigen Anordnungen ist darin zu sehen, daß-der Ort, die Holle und die Wechselwirkung öedes IEolbenrings:mit dem Eolben in jedeat Augenblick des Arbeitsspieles ' nicht./zwangsweise .festgelegt werden kann, .wodurch sich ein vorübergehendes und unzuverlässiges Verhalten ergibt, wobei gleichseitig die Zrahl der Elemente_ und der eingenommene, Haum größer ist^als unbedingt notwendig* —

Andererseits werden diese EoIbenringe der Gefahr einer Lähmung durch-Verunreinigungen in ihrer Ringnut des Kolbens ausgesetzt. Diese Nachteile nun machen zwei Verdichtungsringe oder mehr eri'orderlich. Außerdem können die Änderungen der Gasverluste aus den Verb rennung skamiiern," Bl ovf-by" genannt, die hierauf beruhen, zu Druckspitzen oberhalb des Abs ti¹ ei£r ing es Anlaß zu geben, die in der Lage sind, dessen Verhalten im Betrieb an dieser Stelle in bestimiaten Fallen zu stören, wenn dieser Druck den Anpreßdruck gegen den^.Zylinder'.überschreitet und dessen momentanes Abheben von der V/and des Zylinders hervorruft. Diese Phänomene, sind die Hauptgründe für die Ausschreitungen im Ölverbrauch , die oft bei Beihenmotoren. auftreten,: die, obwohl

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sie aus scheinbar identischen Teilen zusammengesetzt sind sie haben Ja die gleichen Kontrollen durchlaufen - erhebliche ■ Abweichungen, im Ölverbrauch aufweisen. Schließlich bemüht can sich um einen wirtschaftlichen. Ölverbrauch durch Begrenzung und Isolierung der geringstmöglichen Ölmengen, die beim Abstreifen oder Abstreichen austreten, was bei Fehlen oder Zersetzen des oben in.den Zylindern vorhandenen Schmiermittels die Gefahr ihrer Beschädigung mit sich bringt.

Die neuartige erfindungsgemäße Kolben- Kolbenringanordnung weist dagegen die Zuordnung des Kolbens zu prinzipiell nur zwei Ringen auf:

Einem Verdichtungsring und einem ölrückhaltering, wob.ei ctiese Elemente derart konstruiert sind, daß jeder Kolbenring nicht mehr wie ein Hindernis gegen einen Gasaustritt mit ungewissem und unzuverlässigem Verhalten wirkt, sondern wie ein dem Kolben nach Art eines Sitzes zugeordneten Zwangsventiles sondern auch mit dem anderen Segment oder Kolbenring ins Spiel kommt, wobei die Wechselwirkung aller dieser Elemente zwangsweise koiistruktionsnäßig festgelegt ist.

Iian erhält dieses Ergebnis, indem man von der Gesamtheit oder von Teilen folgender Kittel Gebrauch macht:

Der Verdichtungsring und seine Mut sind einerseits so konstruiert, daß sie die Zugangsiaöglichkeit des in der Verbrennungskammer vorhandenen Druckes auf die- Gesamtheit oder einen Teil der oberen Oberfläche des Kolbenringes schaffen. Werden die Oberflächen von Kolbenring und Ringnut gegeneinander gedrückt und um die Zugangoraöglichkeit dieses Druckes- auf die Unterseiten des Kolbenringes zu unterbinden, wenn die Unterseiten

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von Kolbenring und Nut gegeneinander gedrückt sind sorgt man andererseits.durch Einschleifen, mechanische Vollkommenheit oder zwischengeschaltete Dichtung für eine erhöhte Abdichtung der Unterseiten von EoIbenring ü^nd Hut, So ist der Verdichtungsring während des Arbeitstaktes erhöhten Drücken ausgesetzt, die sich, seiner Trägheit 'und .der Reibung .am Zylinder widersetzen und seine der Verbrennungskammer entgegengesetzte jFläche enejrgisch gegen die Hut drücken, indem zwangsweise der Gasdurchlaß geschlossen wird. Man kann die Betriebsweise des Verdichtungsringes noch verbessern, indem zur Unterstützung seiner Abdichtungswirkung ein Dichtungselement aus nachgiebigem Material am Boden der Ringnut angeordnet wird.

Der. ölabstreifring und seine Ringnut sind so konstruiert, daß:

a) der auf dem bleibenden Verlust durch den Verdichtungsring resultierender Druck einen Zugang auf die gesamte Oberfläche des Ölabstreifringes oder einen Teil hiervon hat; -." ■-- -

b) daß unter Kombination des Gewichtes des Kolbenringes, seines Anpreßdruckes gegen die Wände des Zylinders und entweder des Spieles des Kolbenrings in seiner Hut oder des Anpreßdruckes der flachen eines elastischen Eolbenringes gegen seine !Tut sowie deren Spiel einerseits bei den größten Meng en eines Rest durchlas se s "am Verdichtungsring und des auf dem Zylinder .abgestreiften Öls das Abziehen dieses bleibenden Verltistes sowie.des abgestreiften Öls ausschließlich unter Durchgang zvjrischeii den benachbarten Wänden des Kolbenringes und der Hut erfölgt₁ niemals jedoch zwischen Kolbenring und Zylinder; und daß andererseits bei den geringsten Mengen des Bestverlustes desVerdichtungsringes und des am Zylinder abgestreiften Öls der Druck des Restverlustes wenigsteng geringfügig größer

als der des dynamischen Druckes des Öles ist, der im Boden der Hut des· Ölabstreifringes herrscht;

c) daß durch Einschleifen, mechanische Vervollkommnung oder durch zxfischenge schaltete Dichtung eine erhöhte Abdichtung der Oberflächen von Kolbenring und Nut herbeigeführt wird,

Han kann die Funktionsweise des Ölabstreifringes noch verbessern, indem man den Zugang des dynamischen Druckes des abgestreiften öles auf dessen gesamter "Unterseite oder einem Teil hiervon ermöglicht ttnd in dem man öffnungen im Boden der Hut vorsieht, die die Rückführung des Öls sicherstellen und das Vorbeiblasen am Gehäuse derart verhindern, daß der dynamische Öldruck des Bodens der Nut während des Abwärtsganges des Kolbens vermindert oder unterdrückt wird. So werden während des Arbeitstaktes der durch den bleibenden Verlust des Verdichtungsringes hervorgerufene Druck- xinö. der des Ölabstreifringes auf Werte begrenzt, die unter denen liegen, die ein Abheben der Lippen des ölabstreifringes vom Zylinder hervorrufen; diese Drücke wirken gegen jede seiner Flächen und bestimmen aufgrund der Tragkraft und der Reibung am Zylinder eine Gleichgewichtslage, die gleichzeitig zwei Durchlässe sum Gehäuse öffnet, einen für den aus dem Restverlust stammenden Gas, den anderen für das auf dem Zylinder abgestreifte Öl.

Unter diesen verschiedenen Bedingungen übt der Ölabstreifring folgende Funktionen aus;

a) Er erhalt zwangsweise seine Abstreiffunktion beim Abwärtsgang aufrecht und sichert bis su den maximalsten Verschleißbedingungen des Motors die Rolle eines Auslaßventils für das

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Vorbeiblasea und sorgt gegebenenfalls für die Rückführung- des abgestreiften Öls zum, &ehäuse," da er gegen die Gefahr, den Eontakt Biit dem Zylinder zu verlieren, -geschützt ist; b) er führtzwangsweisebeim Aufwärtshub das Öl,: das die oberen Teile des Zylinders geschmiert hat, zurück, wodurch einerseits diese großzügiger geschmiert werden können, ohne daß darum Gl verbraucht würde und andererseits das Schmier mittel aus den oberen Teilen der Zylinder durch Rückführung und Ersetzung erneuert wird.

Die hohe, mit einem Verdichtungsring nach der Erfindung und durch die zwangsweise Ölumwälzung oberhalb des Ölabstreifringes herbeigeführte Abdichtung- sichern dem Kolbenboden eine mit üblichen Kolbenringen nicht erreichbare Eigenschaft sowie eine durch Überdruck des Brennereffektes weniger erhöhte Temperatur sowie eine gute Schmierung; aus diesen dreiG-ründen kann der gesagte Kolbenboden ausgenutzt werden, - um das mechanische Trag-■veriaogen zwischen Kolben und Zylinder unter- Arbeitsbedingungen vergleicnbn.r:-mit denen des Eolbenschaftes zu verlängern, was unter anderen Vorteilen eileν Kühlung des Kolbens sow ie sein S-Terhal-ten verbessert.; '. ; . ■;/ -.. ■ . ■- ;-

öelbstverständlich könnte man erfiiidungsgem-iß auch auf mehr als awoilloraeairinge zurückgreif en, indem man -^jeden-als Ventil mit Zwangswirlcung arbeiten ließe, wie oben. dai^gelegt tind iri der Beschreibung erläutert. Hierdurch ergäbe sich einerseits oin Vorteil der Sicherheit für den ITaIl, wo¹ eines der mehrfach vorgesehenon Organe ausfallen würde, andererseits der Hachteil, daß während des Arbeitstaktes .die erfindungsgemäß ausgenutzten Druckdifferenzen unterteilt würden und gedem Kolbenring Ventilbewegungen erteilt --wurden., was für

jeden die Sicherheit seiner Zwangswirkung vermindern würde; schließlich noch der Nachteil, daß man mit zusätzlichen Organen vorliebnehmen müßte.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Fig. 1 eine aus Kolben und Kolbenringen bestehende- Anordnung irrt Zylinder zeigt;

die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils eine !Peilansicht im Zylinder eines Kolbenbodens, wobei in größerer Darstellung die Einzelheiten eines-Verdichtungsringes und seiner Ringnut gezeigt sind; ~

die Fig. 4-, 5 und 6 zeigen jeweils eine Teilansicht eines Kolbenbodens innerhalb des Zylinders, wobei in größerer Darstellung Einzelheiten eines Ölabstreifringes der Bauart mit fester Höhe und dessen -Ringnut zu sehen sind;

Fig. 7 zeigt in der Teilansicht einen Kolbenboden in seinen Zylinder, xfobei in größerer Darstellung die Einzelheiteneines ölabstreifringes der Bauart mit seitlicher elastischer Abdichtung und seiner Ringnut au sehen sind; '

die Fig. ?a, ?b und "c zeigen Einzelheiten von Schienen und Hi.it j

Fig. ο ist eine Teilansicht eines Kolbeiibodens im Zylinder und zeigt Einzelheiten eines Verdichtungsringes und seiner lit in erheblich vergrößerter Darstellung;

die Fig. 9 bis 12 zeigen jeweils eine Teilansicht eines ILolbenbodens in seinem Zylinder, wobei in größerer Darstellung die Einzelheiten eines Verdichtungsringes

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oder eines Ölab streifringes sowie ihrer; Hüten zu; sehen sind, wot)ei es sieh, um Varianten nach, der Erfindung handelt} die ilig» 12 und 14- zeigen jeweils eine; Teilansieht. eines Kolbenbodens in, seinem. Zylinder, wobei in größerer Darstellung Einzelheiten eines Verdichtungsringes und seiner Hut oder eines ölabstreifringes und seiner Hut dargestellt sind und jede Anordnung die unterstützung, einer· seitliehen abdichtenden Verbindung findet;; ■ ■ L-die 2¹Ig. 15 und 16 zeigen andere Ausführungsfarmen, der seitliehen, in den 5¹Ig, 15 und 14 gezeigten Diehtungenj die Eig._: 17v 18, 19 und 20 zeigen jexfeils eine Teilansieht

• eines Kolbenbodens in seinem Zylinder, wobei in größerer Darstellung Einzelheiten eines Verdichtungsringes und,seiner Hut oder eines ölabstreifringes und seiner Hut gezeigt sind und {jede Anordnung die Unterstützung einer seitlichen Dichtverbindung findet,; die gegenüber den in den Sig. 13 und 14 dargestellten Ausführungsformengeändert wurde\ die WIg.31 und 21a zeigen eine ieilansicht eines Verdichtungselement es, das einen^ Kunst stoff üb ei^zug trägt, der an einer seiner Oberflächen und an den Enden seiner Schnittfläche haftet) . . . _-:-;-. .

die ffig, 22 bis 26, 26a und 26b zeigen jeweils eine Teilansicht eines Kolbenbodens in seinem Zylinder, wobei in größerer Darstellung Einzelheiten eines Verdiclrtjüngsringes und seiner Mut, mit oder ohne seitliche Dichtung gezeigt sind, wobei , jedoch eine Bodenabdichtung der^^ Hut vorgesehen ist; . Pig. 27 aeigt eine; Teilansicht eines Kolbenbodens in seinem Zylinder, wobei. Einzelheiten eines Ölabstreifringes und seiner Kut in größerer Darstellung wiedergegeben siiid und wobei zur

eise, seitliche Dichtung vorgesehen ist, die in die Oberfläche der Hut eingelassen is%

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Fig., 28 zeigt eine Teilansieht .eines Kolbenbodens in seinem Zylinder, wobei Einzelheiten eines ölabstreifringes und seiner Nut in größerer Darstellung id.edergegeben sind und eine dessen !Punktion unterstützende Vor- Abstreifer- und ölrückhaltenut -vorgesehen ist;; *

Fig. 29 zeigt einen erfindungsgemäß hergestellten mit einer Vorabstreifer- und Ölrückhaltenut unterhalt des Verdichtungsringes versehenen Kolben, durch den ebenfalls die Aufgabe dea "blow-by"-Sammlers erfüllt wird, wobei in Zuordnung in Längsrichtung verlaufende "blow-by"-Leitungen sowie ein Abschrägungssammler oberhalb des Ölabstreifringes vorgesehen sind.

Fig. 1 zeigt einen Kolben des Verbrennungsmotors 101 in einem Zylinder 102. Der Kolben weist einen Schaft 103 auf, der in üblicher Weise im Zylinder 102 eingepaßt ist; der Kolben besitzt auch einen Kolbenringträgerkopf 104. Die Außendurchmesser in den verschiedenen Höhen dieses Kopfes sind gewöhnlich um einige Zehntel Hillimeter kleiner als die des Schaftes_r nach einem Merkmal der Erfindung können sie jedoch so vergrößert sein, daß die Wände 105 und 106 des Kopfes 104, wenn der Motor seine Arbe its temp er a tür erreicht hat, .in mechanischem Kontakt mit dem Zylinder kommen, was dazu führt, daß die Wände des Kopfes 104 in Verlängerung des Schaftes ausgebildet werden, wobei nur die genannte thermische Korrektur zu berücksichtigen ist. .

Dieser Kopf trägt grundsätzlich zwei Nuten, nämlich eine, 107, für den Verdichtungsring, die andere, 108, für den ölabstreifring. Der Boden der Hut des Ölabstreii?ringes steht in üblicher Weise weitgehend mit dem Gehäuse über öffnungen 109 in Verbindung,

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die gewöhnlich in der Mitte oder/bezuglicli der Hut 1OS nachunten gerichtet münden; nach einem Merkmal der Erfindung münden sie aber vor zug sx^eise: in der Hut auf. gleicher Höhe oder οι) erhalb ihrer Oberseite und die-OTd er wand dieser Öffnungen. , liegt dann senkrecht zur EoIbenachse oder ist vorzugsweise zum obersten Punkt'des Innenhohlraums des Kolben hin orientiert, dies bei der Wand 110 der Fall ist.

Ein ITerdichtungsriiir; 111 ist in der Hut -ID"? und ein ölab streif ring 112 in der Hut 100 angeordnet. Diese aus Kolben und Kolbenringen bestehende Anordnung zeichnet sich aus durch folgende Punkte;--: - . : :...- "■--.," ^ --".- _-. ■'."-'--

Der Verdichtung sr ingviii ist ein Ring bekannter-Art,' der vorzugsweise mit einer härten Verschleißschicht, beispielsweise. Chrom oder Holybden, überzogen ist; er ist in der Hut 10? nit normalem &piel gelagert, das gewolmlich.in.der Größenordnung von OyOI /bis 0,,05_Btti .zwischen den Beit enflachen .beträgt; zugeordnet-zur Hut 10? weist er einen rechteckigeil oder leicht trapezförmigen ^uer sciiri.it t tind fο lgend,e 'Einzelheiten auf::

-und Hut verfugen, .wenn/die benachbarten ö*aex^% sei ten von-EoIb enring und Hut gegeneinander ge- , preBt werden, über ein Hittel, das ö.en Zugang des in .der Verbrennung skaiiiDer herrschenden Druckes gegen die gesamte oder einen leil der^ Oberseite des Verdichtungsringes reserviert. Dieses Ergebnis eihältman beispielsweisezwangsweise^ Fig. 2, durch eine leichte Öffnung der Oberflächen des Verdichtungsringes2Λ3 und seiner Hut 214- vom Kolben gesehen nach außen hin, der ihren Kontakt ziemlich weit vom Außenrand der flache 213 und in weniger sicherer Weise, Fig. 3, durch? eine ._:

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etwa parallele Konstruktion der angrenzenden Oberseiten des Kolbenringes 313 und der Nut 514, allerdings nicht in dichter Weise, sichert - EaIl der normalen heutigen Herstellung von Kolbenringen und Nuten; dieses Verfahren ist tatsächlich weniger sicher, da hierdurch in den Grenzen der Herstellungstoleranz·, nicht ausgeschlossen xcLrd, daß das Tragverhalten sich einstellt und zwischen den Flächen 313 und 314 in der Nähe des Umfanges ein Einschleifen erfolgt, xvodurch der Druck der Verbrennungskammer 315 zwischen diesen nicht hindurchtreten kann, wenn sie gegeneinander gedrückt sind.

Secundo; Der Verdichtungsring und seine Nut verfügen, wenn die benachbarten Unterseiten von Ring und Nut gegeneinander gedrückt werden, über ein Mittel, wodurch der Druck aus der Verdichtungskammer zurückgehalten wird, der zum Boden der Nut über die Konstruktion der unter "primo" genannten Üb er seit en und durch das Spiel des Ringes in der Nut gelangt, um zu verhindern, daß dieser Druck zwischen diesen benachbarten Unterseiten hindurch eindringt. Das Ergebnis xcLrd z. B., Fig. 2, positiv durch eine leichte Öffnung der Unterseiten des Verdichtungsringes 216 und der Nut 217 des Kolbens nach außen erhalten, wodurch deinen Kontakt ziemlich weit vom Außenrand der .Fläche 216 gesichert ist, wobei der Winkel b dieser Öffnung zieEilich .klein ist, damit das Andrücken"dieser .beiden Flächen gegeneinander durch die Flexibilität des Ringen während des Motorarbeitstaktes stattfindet. Man erhält dieses Ergebnis, allerdings auf weniger gesicherte Weise nach Fig. 3 dadurch, daß man die benachbarten Unterseiten des Ringes 316 und der Nut 31? genau parallel und dicht konstruiert, was bei der heutigen Herstellung der Flächen von Ringen und Nuten nicht der Fall ist, die, wie oben unter "primo" erwähnt, nur in etwa parallel verlaufen und nicht dicht sind.

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(Cert ίο: Die benachbarten Unter se it en von Verdichtungsring' und Hut werden bezüglich einander derart eingestellt und/oder gegeneinander so angebracht, daß: "bei Gegeneinanderdrück en die-" aer beiden Flächen zwischen innen eine erhöhte Dichtung auftritt, deren Kriterium in Zuordnung mit einem guten Umfangstragverniögen des Ringes auf dem Zylinder und' einem begrenzten 'Bearbeitungsspiel entsprechend dem Verschleiß des"blow-by^u-*?olumen auf einen Wert begrenzt, der höchstens gleich, im allgemeinen sehr viel kleiner und wesentlich stabiler ist als der, den man mit guten Kolbenringausbildungen mit mehrfachen VerdichtungsrirLgen bis heute erhalten konnte. -.-,,"."■ ■■■:'

Dieses Ergebnis erhält man beispielsweise nach Fig. 2 und 3 durch Einschleifen der benachbarten Unterseiten des EoIbenringes 216 und 316 und/oder der Wut 21? und 317» vorzugsweise gegeneinander, wobei der'KoIbenring beim Einschleifen einer Einschnürung gleich der, die er vom Zylinder aufnimmt, ausgesetzt ist, das Ergebnis kann aber auch durch mechanische Bearbeitung dieser Flächen mit sehr hoher Präzision erfolgen, wobei der KoIb en-■ring der gleichen Einschnürung ausgesetzt, oder auch durch Zwischenschaltung eines Dichtungselement es zwischen diese Flächen. ■":'■-.

Der ölabstreifring 112 ist ebenfalls ein Kolbenring "bekannter Artj sein Querschnitt^ istrechteckig oder gering trapezförmig und weist? augeordnet zur Hut 108 die folgenden Besonderheiten auf; - : '■-_."' :■".■ ..'■.-■ ^:; : '■·■■...._

Olabatreifring und Nut verfügen, wenn da.e ίΰβτΐΆςΛί" Ob.-0j?s©iten von Ölabstreifring und₌ftit gegeneinander ,eis*!, ϋ!>θ^ ©in Hiti?el, &m &m Zugang des im Spiel .

tolbm und Zylindea? otsörliöib des Ko3.bBnringes hei?rschenöle g#ßamt ö {Über fläche oder einen feil de ©

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ölabstreifringes ermöglicht. Das Ergebnis erhält man in positiver Weise, I¹Ig. 4, beispielsweise durch eine geringfügige öffnung c der Oberseiten des Ölabstreifring es 416 Lind seiner Nut 417 vom Kolben gesehen nach außen, wodurch deren 'Kontakt ziemlich weit vom Außenrand der Flache 416 entfernt gewährleistet wird und in weniger gesicherter Weise, Fig. 5> durch in etwa parallele aber nicht dichte Konstruktion der benachbarten Cber-

,Nut
seiten von Kolbenring 516 und/517 -ermöglicht wird, was den normalen heutigen Herstellungsfall der Oberfläche von Kolbenringen und Nuten darstellt; dieses zweite Verfahren ist tatsächlich weniger sicher, da hierdurch nicht ausgeschlossen ist, daß in den Grenzen der Bearbeitungstoleranzen der Auflagerdruck sich einstellt und ein Einschleifen zwischen den Flächen 516 und 517 ιώ. der Nähe des Umfanges hervorruft, wodurch nicht zugelassen wird, daß der im Spielraum 518 zwischen Kolben und Zylinder herrschende Druck zwischen diese eindringen kann, wenn sie gegeneinander gedruckt sind.

Secundo; Ölabstreifring und Nut verfügen, wenn die benachbarten Unterseiten von Ring und Nut gegeneinander gedrückt sind, über ein Mittel, den Zugang des im Spiel zwischen Kolben und Zylinder herrschenden Öldruckes unterhalb des Ringes gegen die gesamte Unterseite des ölabstreifringes oder gegen einen Teil hiervon zurückzuhalten.

Han erhält dieses Ergebnis zwangsweise nach Fig. 4 entweder durch eine leichte öffnung d der Unterseiten des ölabstreifringes 419 und seiner Nut 420 vom Kolben aus gesehen nach außen» wodurch deren Kontakt ziemlich weit vom äußeren Rand der Fläche 419' sichergestellt ist oder in weniger gesicherter Weise, Fig. 5,

öjurch.-eineetwa parallele aber nicht dielite KonstruktiQn der benachbarten -Unterselten; von. ölabstreifring 519 und. Fat 520, was den Jipririalen 'Eerstellungsfall._: der: iläehen von Kolbenringen und Butenwieder gibt; dieses zweite Verfahren ist in der !Tat weniger siclier, Sa₁ hierdurch nicht ausgeschlossen wird,: daß .in den Herstellungstblerans en der -Auf lager druck si ch einstellt und ein Einsclileif en- swisciren den Ktächen 519 und 5¹SQ in'd;eriMhe\ des ^: .-ÜEifanges; stattfindet, WOdurcli^Verliindert: wird, daß; der dynamische Druck-des-ölS- im Spiel" 521, zwischen Kolben und_ Zylinder sieh einstellt und ziwischenvdiese,λ wenn sie gegeneinander 'gedrückt werden," sich einstellt. ' _; .-■■.- . . "..-.'■...-■ ^: ■-' .. ..- : ■ ■-. :

Die Unterbrechungen .der Kontinuität der Unterseite der Nut des Glabstreifringes,: die von der üblichen Bearbeitung an modernen ILo Tb enν im. Hinblick auf das ^: Vorhandensein; von Öffnungen zum Ausströiaen von Öl oder für thermische Isolierschiitz,e vorgesehen sind,: müssen so in Wegfall¹.kommen» ._".'.

Obwohl :das unter "secondo" genannte Merkmal günstig bei einer Anordnung nach der Erfindung, ist, ist- es doch für den S'all unbrauchbar,; wo der Kolben lait einem an sich bekannten Hittel zum Abziehen von öl aus dem Kurbelgehäuse ausgestattet ist, das auf .dem Zylinder währ end des Abwärtsliubes durch die untere Lippe de& Ölabstreifringes^ abgestreift wirdy wobei diese Hittel beispielsweise aus einer !Tut oder einer Sammeltasche und den Schaft des Kolbens: dx^ehsetzenden Öffhungeii versehen ist.

ffertiot Die benachbarten Oberseiten von ölab streif ring und Ifut sind so eingepaßt und/oder_gegeneinaiader so gelagert, daß dann, wenn die beiden Flächen gegeneinander 'gedrückt werden, . zwischen ihnen eine erhöhte Abdichtung; entsteht. Die se bewirkt

in ..Zuordnung mit- einem guten Lastauf nahmevermÖgen längs des Umfang es des Ölabstreifrings auf dem Zylinder und eines begrene- ten Bearbeitungsspiels ohne Hilfe des Verschleißes der Helirfach-Verdiehtungsringe eine Regelung des in die oberen !eile des Zylinders mitgenommenen Öls, wobei dieses Ergebnis wenigstens gleich, im allgemeinen besser und regelmäßiger als das durch gute Kolbenringausbildungen mit Hehrrach-IColbenringanordnungen der bekannten Art erreiehtfcar ist.

Dieses Ergebnis wird beispielsweise, B¹Ig. 4 und 5» durch Einschleifen der benachbarten Oberseiten der Ringe 416 und 5Ί6 und/oder der Mut 417 und 51?» vorzugsweise gegeneinander, erreicht, wobei der Ring beim Einschleifen eine Einschnürung gleich der ausgesetzt ist, die der Zylinder aufnimmt % erreicht werden kann dies auch durch mechanische Bearbeitung sehr hoher Präzi- -sion dieser Flächen, wobei der Ring der gleichen Einschnürung ausgesetzt wird; aber auch durch Zwischenschaltung einer Dichtung zwisehen diese Flächen.

Quarto; Der Ölabstreifring ist in seiner Nut mit einem Spiel gelagert, das durch folgende Kriterien bestimmt wirds Wenn der Kolben über ein Mittel außer dem Raum zwischen benachbarten Unterseiten des ölabstreifringes und der Nut verfügt, um zum Gehäuse das durch den ölabstreifring abgestreifte Öl zu führen, so muß das Spiel des Ringes in seiner Nut: a) ausreichend sein, um im Gehäuse den größten Anteil des bleibenden Verlustes des Verdichtungsringes abzuziehen, ohne daß im Augenblick der spitze dieser Ilenge der Gasdruck des bleibenden Verlustes .im K.reisraum zwischen Kolben und Zylinder oberhalb des Ölabstreifringes unter den ungünstigsten Bedingung en nicht den spezifischen Abstü tadruck der Lippen des

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ölabstreifringes auf denbänden des -Zylinders erreicht oder Gefahr läuft, diesen zu erreichen;

b) 3edoch begrenzt sein, damit in den Bereichen oder Drehzahlen > die zu dem geringsten "blοw-by"-Volumen führen, der "blow-by"-Druck oberhalb des/Ringes in jedem Augenblick klar über depi dynamischen. Druck des Öles auf dem Böden der Hut des Ölabstreifringes bleibt, um zu verhindern, daß, wenn auch die Druckspitze des Blow-by den Durchlaß zwischen den Oberflächen öffnet, der Druck des öles am Boden der Nut den Durchlaß nicht offenhält, insbesondere während des Arbeitstaktes, und es so ^: dem öl am Boden, der ^Ut ermöglicht, sich auf dem Zylinder oberhalb des ölabstreiferelementes abzuscheiden.

Wird die Rückführung des auf dem Zylinder abgestreiften Öls zum Kurbelgehäuse durch das Spiel z"wisehen benachbarten Unterseitenvon ölabstreifring und Nut sichergestellt, so müssen die obigen Kriterien a) und b) das Spiel berücksichtigen, das für den Durchlaß des Öles notwendig ist, das sich also dem obengenannten Spiel überlagert*

Ifecn. 3?ig. 4 und 3 erhält man diese Ergebnisse beispielsweise durch die Spiele 422 und322 der ölabstreifringe in ihren Nuten, die so einsestellt sind* daß der Anpreßdruck der Ölab streifringe 412 und 512!auf dem Zylinder den obengenannten Bedingungen

Die oben tiiiter ptimobiö quarto genannten Einzelheiten sind für einen Ölatjstreifring fester Höhe besenrieben worden, beispielsvreige dureli Guß» vite in den lijg· 4-und 5 dargestellt, beschrieben οϊΙQt au© Stahl geBtanzt j .durchb'rochen und gefaltet worden, wie %&&* β zeigt* . .;.-: ;.'.'■■■■/ ν ;

Diese Ausftihrungsfara zeigt einen Kolben 601, von dem der Bereich zvjisehen Schaft 6OJ und Kopf 604 gezeigt sind. Seine !Tut--60S enthält einen Ölabstreifring 612 von der bekannten Bauart aus gestanztem, durchbrochenem oder gefaltetem Stahl. Mit diesen Ringen kann man unter Berücksichtigung, daß deren !Flächen 616 und 619 nur eine kontinuierliche Oberfläche auf einem 'Teil der radialen Breite, begrenzt durch die Eänder 625 und 624 der zentralen Durchbrechungen 625 bieten, in günstiger Weise die unter primo und secundo genannten Bedingungen realisieren, indem man jede Oberfläche der Hut mit einem zentralen Teil 626 62? für die Oberseite und 628-629 für die Unterseite ausbildet, die parallel zur benachbarten Seite des Ringes liegt. Dann schafft man einen Zugang für die oben erwähnten Drücke gegen die Flächen der Ringe mittels Öffnungen der Flächen der Nut c und f, die vom Kolben nach außen hin orientiert sind. Die Bedingung tertio wird für diesen Fall durch Einschleifen des Ringes unter seiner Betriebseinschnürung sichergestellt sowie durch den Auflagerdruck der Mut oder durch Hochpräzisionsbearbeitung der benachbarten Oberseiten parallel zu Ring und Nut, oder durch Zwischenschaltung .".einer Dichtung zwischen diese Flächen;-die radiale Breite dieses Auflagers ist Mindestens gleich der Summe aus minimaler Breite der zur-Abdichtung notwendigen Überdeckung, in der Größenordnung von 0,3 Ein, und dem maximalen- radialen Verschleiß des Zylinders 602 und des Ringes 612. Schließlich wird die Bedingung quarto durch das Spiel zwischen dem Ring 612 und den Paralleli-zänden 626-627 und 62G-629 des Bodens der Nut 6OG siehergestellt.

Iian kann aber ouch die oben^: unter primo bis quarto definierten IierliBiale aufeinen bekannten Ölabstreifring, /einen sogenannten oreiteiligen/Hing, der in Fig.\7 dargestelltist, anwenden. Diese.Art -von Hing setzt sich aus zwei Schienen 730 und 731 zusammen j die mittels einer zentralen E^andier einrichtung 732 einerseits durch ihre Äußenlippengegen den Zylinder, andererseits durch den mittleren Rand, ihrer Außenseiten gegen die Flächen ihrer Nut gedrückt werden.

Biese Art von Hing führt in der_ Ruhestellung zu den Bedingungen primo und secundo, und zwar durch Viinfcel öffnung en g und h zwischen den Td ena ehrbar ten flachen ihrer Schienen und ihrer 3fat 716 und 717 einerseits, 719 und 720 andererseit^» im Betrieb ■ j edp ch, wenn Reibung und .- Trä ghe it auf ;die s e wiriceii_} ^; können die Schienen 730 und--73-"I sieh gegen die benaeübarten Wände' 717 und 720 legen und so Gefahr lauf en, diese -Bedingungen, nicht zu erfüllen. "Ein erfindungsgemäßes Kitt el·, diese Bedingungen primo und seeundo vrieder herzustellen, besteht darin, die Anordnungen entsprechend den Fig. 7& und 7b auf; ,jeder Außenseite der Schiene 716 "^¹¹^ 719 in der Nähe des TJmfanges mit einer sehr leichten kreisförmigen Händelung,'"von"· beispielsweise 0,02 ram Tiefe zu* verseilen* Ein anderes Mittel besteht darin, eine kreisförmige⁷ Rändelung analoger Stärke, 734-, 736 - Fig. 7^C auf dem Außenrand der Flächen; der\ ITut vorzusehen. Ein anderes .Mittel"- noch besteht darin, den Umfang der Flächen der Schienen und/0derder Hut an den Stellen 133, 13* und 135 mit einer Endbearbeitung zu versehen, die nicht ausreicht, um bei den auftretenden geringen Drucken dicht zu sein. ^;:

Die Bedingangen tertiö erhält man mit dieser Ring genau wie bei den vorhergehenden, durch Einschleifen des Ringes auf seiner

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Einschnürung im Betrieb und seines- Nutenauflagers oder durch. Bearbeitung der benachbarten oberen Flächen des Ringes und der Hut rait sehr hoher Präzision oder auch durch Zwischenschaltung einer Dichtung zwischen diese Flächen.

Die Bedingung quarto wird durch die Kombination der elastischen Anpressung der mittleren Teile der Außenflächen 716 "¹¹¹¹A 719 der Schienen gegen die Flächen der Nut 717 und.720 mit dem Spiel 736 und 737 sichergestellt, wodurch jede Schiene sich an ihren Expander unter der Wirkung von Drücken annähern kann, die auf deren Außenseite wirken und maximal die gleichen "Spiele untereinander und ihren benachbarten Flächen der Nut ins Spiel bringen.

.Fig. 8 verdeutlicht eine Ausführungsfοrm, bei der der Winkel von den benachbarten Flächen eines Yerdichtungsringes und seiner Nut nach außen offen ist, wobei die benachbarten Flüchen von Nut und Ring parallel über einen Teil 841 - 842 und 843 - £44 der Tiefe der Nut sind, ausgehend vom Boden der Nut und dann über einen Teil 842 - 845 und 844 - S46 eine geringfügige öffnung i und j analog der nach den Figuren aufweisen.

Diese Anordnung ist gleich der in Fig. 6 bereits für einen Ölabstreifring wiedergegebenen Anordnung und kann sowohl auf Verdichtungsringe wie auf Ölabstreifringe mit nur einer oder zwei benachbarten Flächen von Ringen und Nuten angewandt werden.

Außer den genannten und dargelegten Merkmalen, die die Anordnungen aus Kolben und Kolbenringen nach der Erfindung wiedergeben, existiert eine große Anzahl von Anordnungen, die genauere .Einzelheiton der obengenannten Merlanale verkörpern und

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diese vervollständigen, indem Jedoch d#r Grundgedanke und die Funktionsweise der neuartigen Anordnungen erhalten bleibt»

folgenden seien noch einige komplementäre Erläuterung^ zu den vorher genannten fig, 1 fei s 8 gegeben ι

Die Eintrittsafesehrägimgen der Ifut, die einen eicheblichen Winkel, beispielsweise 45°, mit den Ebenen senkrecht zur Kolbenacase einscliliejßen, dürfen nicht mit den geringen öffnungen ay b, c, d, e, f. verwechselt werden, die in den -3?is, 2, 4 und 6 zu sehen sindj deren Winkel sehr gering ist > beispielsweise gleich dein. Bruchteil eines drades_r wie weiter unten genauer erläutert werden wird. Ohne daß ein prinzipieller Widerspruch zur Erfindung hinsichtlich der Verwendung der Abschrägungen an den Einlassen der Ifut" der-¥erdiehtungsringe vorhanden wäre, obwohl diese im allgemeinen nach dem Stand der Technik allgemein verwendet werden, schien es nicht notwendig;, diese darzustellen, Vielmehr ist es zweckmäßig, auf den Einlassen der Buten der Ölabs"fci?eifringe eine Ab^ schrägung, . eins Abrundung oder 4ed^e SE-cLeye- Form von Winkelr-Sblösung irorzuseheö., die für: das Ausfließen des Mediums günstig ist. In. diese Abechrägungen sind in Fig. 4 mit 4-38 und 439» in Fig· 6 imit 638 und 639\ in Fig.' ? und 7a mit 738 und "bezeichnet; Abrundungen 538 und 539 sind in Fig;. 5 dargestellt.f

Die öffnungen des Bodens der Hut 1p9, Fig. 1, führen das bloW'-by uiid. das abgfkratzte öl zum Gehäuse, wie bereits be-.· ßchriebeii|i sie finden ßicii bei 509 in Fig. 5} 609 to Fig» und 709 in Pig, 7. Die öffnung 6Of, Big· 6» braucht eine besondere

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Wie für die Öffnung 109, Fig,. 1., bereits beschrieben, wird, wie für moderne Kolben oft benutzt, diese durch zwei lange Schlitze gebildet j die in der Nut des. Clab streif ringes, in allgemeinen unter einem bestimmten Abstand zu dieser Fläche münden,

Erfindungsgemäß ist die obere fend 610 dieses Schlitzes 609 mit der Nut 608 in gleicher Höhe mit oder oberhalb ihrer Oberseite 626*627 verbunden und ist, -axisgehend von der Vexbinutingsstelle 626 mit der !Tut bis zur Verbindungsstelle 686 mit der Wand des mittleren Hohlraumes des Kolbens nach dem obersten Punkt dieses zentralen Hohlraumes des Kolbens hin verbunden. Gestrichelt ist die Wand des Bodens der Nut in dem nicht interessierenden Sektoren durch die öffnungen 609 in. Schlitzform dargestellt. Ebenfalls nach der Erfindung ist die Innenwand des Kolbens 64-0, die die Innenwand des Schaftes mit der offenen Unterseite der Nut bei 628 verbindet, gegen den obersten Punkt des zentralen Hohlraumes des Kolbens hin geneigt und orientiert.

Fig.. 7 zeigt noch ein Ausführungsbeispiel für die öffnungen 709, wenn diese aus Bohrungen bestehen, die gegen den Boden der Nut geführt sind; erfindungsgemäß ist die Durchdringung 74-1 der Bohrung 709 mit dem zentralen Hohlraum des Kolbens derart geneigt, daß ihr höchster Punkt näher an der Achse des Kolbens als ihr tiefster Punkt liegt.

Fig. 9 und 10 zeigen jeweils in der Nut des Verdichtungsringes bzw, in der Nut des ölabstreifringes einen Absatz oder eine Nut 94-7 und 1048 der Fläche -jeder Nut, deren Abdichtung mit der Oberfläche des Segmentes nachgesucht wird, wenn sie gegeneinandergedrückt werden.

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Fig* 11 und 12 zeigen jeweils- in der Nut des Verdi chtungsriiiges bzw. der Hut des ü'labstreifringes zusätzlich zu den vorhergehenden Nuten einen Absatz 1149 und 1250 der Oberfläche j ed. er Nut, deren Abdichtung; gegen die Fläche des Ringes, xfenn sie r;og en einander ge druckt werden,." Ice inen besonderen Aufwand bietet, · -. ' - -

Die Fig. 13 i'iicl 14 zeigen jeweils einen Verdichtungsring und Feine Nut bsw. einen ölabstreifring und seine 'Hut, wobei jeder Anordnung;, eine Dichtung 1351-- und 1452 zugeordnet ist, um die Abdichtung jeweils zwischen. der unteren und oberen !•"lache und den benachbarten !"lachen, ihrer Nuten zu verbessern* Diese den Hingen und Nuten zugeordneten Dichtungen sind zusammen brauchbar, ■&. h. für die beiden Ringe oder getrennt, d. für einen der Ringe allein. Sie, d. h. der Verdichtungsring und der ölabstreifring, können mit verschiedenen Arten von Ringen und Nuten, wie sie vorher beschrieben wurden, zusammen vervjendet werden. Sie können ebenfalls auf der Oberseite des Verdichtungsringes und auf der Unterseite des Ölabstreifringes vorgesehen werden, dies wäre jedoch von geringerem Interesse, do^vdie Abdichtung dieser beiden Flächen weniger groß ist. Unter den Materialien, die in der lage sind," diese Verwendung sicherzustellen,, sind die Metalle wie Kupfer und gewisse, zu einer Legierung zu nennen und als Kunststoffe""Teflon", gegebenenfalls mit Füllstoffen, deren Beständigkeit gegen Verschleiß, Zusammendrücfcung, Fließen, Wärme, öle und Brennstoffe zufriedenstellend und bekannt ist". Insbesondere für den Verdi chtung sr ing wäre es vorteilhaft, dieser Dichtung einen Durchmesser zu geben, der in der ¥ärme geringfügig größer als der des Zylinders ist, umso einen kontinuierlichen Umfangskontakt zu erreichen. Diese Anordnung erlaubet es, die

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VerlustBienge durch das Bearbeitungsspiel des Ringes zu vermindern und am. Hing zur Abdichtung bezüglich des Urafangskontafctes beizutragen.

ITacli einer Anordnung der Erfindung werden diese Dichtungen als ein^Segment geschnitten! und dann durch Öffnung des Schneidspaltes an den richtigen Ort gebracht. Fach einer anderen Anordnung !herden sie insgesamt durch elastische oder halbbleibende Verformung auf einem Eintrittskonus beispielsweise an ihren Ort gebracht, wobei die Schrumpfung-en bei der Temperatur der kolben, die in der Nähe von 200° C liegt, in Falle von Teflon dazu beiträgt, ihnen ihre Ausgangsform und -abmessungen zu verleihen.

ITacli einer weiteren Anordnung der Erfindung, die in den Fig. 15 und 16 dargestellt ist, besitzen die Dichtungen Iceine Schnittstelle, weisen jedoch Schlitze auf, die an einem der Innen- oder Außenwander offen und am anderen geschlossen sind. Die nach außen und. innen offenen Schlitze wechseln ab; die in Pig. 15 bei 1552 und 1553 dargestellten werden vorzugsweise regelmäßig über den gesamten Umfang der Dichtung angeordnet; die in Fig. 16 g es e igt en sind ebenfalls über den gesamten Umfang der Dichtung angeordnet, jedoch altez^nierend zu je zwei 165V1654 - 1655/1655 - 1656/1656 - 1657/1657 und die in gleicher Richtung offenen Schlitze entfernen sich voneinander, während die in entgegengesetzter Richtung offenen Schlitze sich einander nähern, wodurch zwischen ihnen verformbare Zungen 16?G hervorgerufen werden.

Im Prinzip) ist die Dicke dieser Dichtungen gering; bestehen sie aus "Teflon", so können in ihrem Material Produkte, sogenannte

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Füllstoffe wie Glas·* B-roitz-^.-gj'sfe^ und Graphit,; Gias^: und Holyladen "bisuilfid eingebaut "sein^; die deren mechanische Eigenschaften« und Um? WiirmeleitvermÖ'gen steigern^ (kirfce Kesultate feat ma® mit Bäehfengen aus: "Ψ&£1οώ?¹ erreicht ^ die Eiit ätt# Btoüae wrt eiüer■ Jöleifee: von 0 0 %lä 0:0 cmi

47 z-eigt eiaeil· ferä^lifcuiagsrlag 171Ί' toad ©eirxe· JPtit 1:707 _r die eiiier- Me&ttüig sttts Euaästatciff 1759- ZttgeoirdrLe-fe i&t^ die die Besoiidei-iteit· aoi£wei0t_r daß sie eineis iteßendmreliiiiessBr^ äBimheriiä. gleich ©der geriiigftigig; grOßer' als dör des' Zylinders sowie: einen Q^a^e^qper'aennitt' asifvreist:, der mit der Unterseite der Hut-176O zttsainmenwirkt. Wird der Eing oinne· Kraft attf die^: Unrtrersei-fre 52 der Hut gebrückt _f so sind die foenachfe ar ten Käottea des Hinges'υΐκΙ der Biclrbung und die^; von- Dichtung und Mut entweder parallel _y ärteiriander äöistoBend; und dient oder geringfügig nach außen in der Grenze; der. elas^iseneM Verformungen offen^ die^: der Hing unter den. erhöhten Ebcplosiöns^ und VerTarennungsdrücken erleidet. Me Winkel k zeigen diese leichte öffnung. Der Winkel 1 der Schräge der Dichtung 1759 ist zeimlich groß,/freträgt "beispielsweise. 1-5°ϊ damit man unter den Explosions- und T^erbrennungsdrucken einen Radialeffekt erhält,, der die Dichtung 1759 gegen den; Zylinder drückt.

Fig· 16 zeigt einen ölabstreifring 1812 und seine Hut 1008, die einer Dichtung aus Kunststoff 1861 analog der Dichtung der vorhergehenden Figur angeordnet sind; sein Äußendurchmesser liegt nahe bei dem Innendurchmesser des Zylinders oder ist geringfügig größer und besitzt einen Trapezguerschnitt, <ier mit. der Oberseite der Hut 1862!zusammenwirkt. ,.

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Wird' der Hing ohne Er aft gegen die Oberseite 1^:662 der ITut gedrückt, so sind die benachbarten Flächen.'dec Rinkes'und der Dichtung und die von Dichtung und ITut entweder parallel, aneinander anstoßend und dicht oder geringfügig nach außen hin. geöffnet.f. die Winke! m zeigen diese geringe öffnung. Der Winkel η der Schräge der Dichtung 1L61 ist seimlich groß, beispielsweise gleich 15 r damit man,, wenn der Hing gegen seine Oberseite der Hut gedrückt wird,; einen Radial effekt erhalt,, der die Dichtung" 1861 gegen den Zylinder drückt.:

Fig. 19 zeigt ein weiteres Merkmal der Erfindung,- das auf ^: HoJben anwendbar ist, deren Kolbenringträger 104, Fig. 1, wie dies üblich erweise der Fall xväre, um etliche Zehntel hillinieter gegenüber dem Durchmesser des Zylinders zurückliegen würde;¹ ist, um eine Dichtung, wie sie in Fig. 13 oder 17 dargestellt ist, benutzen zu können, eine äußere Verlängerung 1963» Fig.· 19, der Unterseite der Hut 1960 bis zu einem Durchmesser in der Fähe von dem des Zylinders vorgesehen,, wodurch für die Dichtung 1959 oder 1351 der Fig. 13 ein Träger geschaffen wird.

Fig. 20 zeigt einen analogen Träger 2064, der iinter gleichen Bedingungen bei der Anordnung aus ölabstreifring 2012 und Nut 2008 verwendbar ist, die die Oberseite der Nut 2062 des Ölabstreifringes bis in die Nähe des Zylinders verlängert.

Fig. 20 und 21 zeigen einen Verdichtungsring 2111 auf dem eine Schicht eines Kunststoffproduktes, beispielsweise "Teflon", nach einem der heute bekannten Verfahren auf seiner Unterseite 2165 und/oder seinen Schnittflächen 2166 abgeschieden wurde.

Die Fig. 22, 23, 24 und 25 aeigen Jeweils eine an sich bekannte elastische Ringdichtung, die im Boden der Nut >des Verdichtungs-

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ringes. zw±scjj.en den Boden der Hut und dem Ring "ange- '■-.." ordnet ist , und unter Ärbeitsspannun{j zwischen "die. Unter seit e des HiHXjes uno eeri; Boden,der Hut gelagert ist. ^; / / . .--

Die.: Dichtung 2267 nach li'ig,- 22 1st eine iorusdicntung, d. h., ihr- freier ^u er schnitt; ist-'ein llrois. Der Yerdiclitungsring 2211 ist konisch und weist^eine Stirndichtung :225Ί nach der Erxinduiig..aujJ. ; .,".- - ; -_ ; _ ". ■ ■-.. '.- --;■'.. .- -..-

Die Dichtung 230a Hach/3?iß.^; 23 -hesitst einen freien Querschnitt vier aneinanderstoßenden Lappen.-: - \ . . ;-.'

Die -Dich/tunij 2469 nach J\iß. 24- "besitzt einen freien ßhnitt lait Vier spitzen^ Lippen,, die zu den AußenalDrundungen der -vier Lappen der-vDichtunß^; 2368 hinzugefügt sind. _

Die; Dichtune; 2570 nach ITig* 25 "besitzt einen %iersclinitt mit drei Lappen 25?1 _r 2572 ^25?3 und .eine, i&dichtüngslippe, 2574, die aneinander; celäßer^ sind* Der Auflagerdruck der Lippe 257^+: erfoir-1 CSfgh den unteren Seil der zylindrischen Innenfläche des Hinges und ist orientiei't, um jed§ Bewegung des Tiediums quer zum Boden der Hut zu verhindern, in Richtung der TJnterBeite gegen die OTderseite. · ^

Fig. 26 zeigt eine elastische Ringdichtung 2675,die wie in denvorhergehenden Fällen auf dem Boden der Nut 2607 des 'V'erdich'bungsi'inges 2611 zwischen dem Boden der Hut und dem Ring angeordnet ist. Ihr Querschnitt zeigt einen in dichtem Zorttakt mit dera Boden der^ Hut^ stehenden Korper. Dieser Körper "besitzt pLöchteckform im dargestellten Beispiel, er kann auch jede endere Form aufweisen; auf seiher der dem Ring

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■benachbarten Fläche trägt er ein- oder mehrere Ränder 2676* 2677j die.in elastischem Kontakt gegen den Ring anliegen. Der Querschnitt jeder der Ränder 2676 und 2677 kann trapezförmig sein - Fall der Fig. 24 - oder eine geometrische Form besitzen oder eine Lippe mit spitzer und weicher Kante, die das Strömen von I'iedium im. Boden-- der Nut in der einen oder anderen Richtung unterbindet; auch kann eine Kombination dieser Möglichkeiten vorgesehen sein, insbesondere-zwei analoge Lippen, jedoch mit entgegengesetzter Orientierung, um in Boden der Hut die Bewegungen des liediums in beiden Richtungen zu. blockieren.

Fig. 26a zeigt eine elastische Ringdichtung 2675a, die völlig . das Volumen des Bodens der Nut bis auf den sehr schmalen Raum füllt, der den Ausdehnungen des Dichtungsmaterials vor-_ behalten ist und der durch ein sehr geringes Spiel der Dichtung in der Nut oder durch Einbau von Gasblasen in das Dichtungsmaterial (Fall der Fig. 26b) realisiert werden kann.

Diese verschiedenen elastischen, in den Fig. 22 bis 26 dargestellten Dichtungen können aber, auch jede andere bekannte ^uerschnittsforni aufweisen, so können sie "beispielsweise quadratisch oder rechteckig sein. Sie sind geformt uder gesogen oder aus einem I-rodulct wie den Elastomeren gestanzt, uo, unter Beibehaltung zufriedenstellender Merkmale hinsichtlich Abmessung und Elastizität den !Temperaturen des Bodens dex' Nut des Kolbens und den chemischen Angriffen der Kohlenwasserstoffe und der Verbreiinungsprodukte Stand zu halten. Gute Ergebnisse hat man mit synthetischem Kautschuk VIl¹ON erhalten, das von DuPont- de Nomouro mit der Shoreliärte 70 hergestellt wird.

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IiUlM

Die Außenpiite &g§ mit den ver§@h;ieilenen_ Sichtungen vergehenen Verdichtungsring§g nj.mint vor<Z;U.gsw§igie ^gde Uar-n aitj die in der Ijaga igtj dem Verschleiß deg Singep. eine Schräge,_} einen tyinkeJL oder eine. A^mindu.ng an der- fe^Mftclungsgtelle seiner Äußenviand mit dem IJiafang s©J.ner Oberfläche entgegenzusetzen,, •TJnter- B.ertiateeicili1ii'giing dessen; weist de© Ring 22^1 iiaoli lig_s 22 einen Eaniis-g2Ö| auf _t der- liiiig gj^i naQli^ig_t 23 ein ^: S^imet;3?ii.P,li gewölktes Proiil g^Sg, der Ring 2411 nach Mg» 24 ein im gontiafet nasii unten gew/oi-fete.s frafil 24S5^ der 2^11 nach lig, 2§ liQsitzt eip- im Eantalct liaQh ol3§n

und d^r Sing 26i:i ^in g^indpiscnes Profil^ daß gine ^i^nduiig |S6p mit geiler- Ofeer^e.ite vgp^unden ist ay.gfeildwneen und MölfeUilg-en. nicht atarIc genug , damit frei maad-malem Yepsclileiß "bzw? ein Auft^gffteil ihr-eg Preif'ilea zvjißphen

und d§r· obeyfläeiie des. Segmentes γ§τ·φ1 eilrt_? so igt ep gut j liier eine/ Abru^dung ausjUiiigen, wie "bei 268^ iii

i?i JUgs'"2^ darggatelltB Dioiitunl; igt gleicli der nach Mg. | unt-ergQheidet gich yon dieser ptier dadurch^ daß pie bei ihreu YgrachietsuiiS; z.ur Bitte der- Fut hin durah eine leichte Yertiefung §7?Q zurtialigehalten

Sig, 28 "geigt eine ITut 28^₁ die dazu ^"egtimmt igt, unterhalt) einer !Tut deg Ringes angeOrdnet zu werden. Im Fall diesex·· ligui¹ igt diese im Schaft 2805 einea Kolbens nach der Erfindung in der ITähe der -!Tut 2808 des Ölabatreifrings 2812 gehalten; diese Wut zeichnet aich durch eine Yerbindung 2880 mit dem Schaft aus_t ißt zum Unterteil,des KoIbens-hin orientiert, ist progressiv und ohne spitzen Winkel und ist über eine Verbindung ■ 2881 mit dem Schaft verbunden und in der Iahe der Hut dee

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I--OW I

Ringes angeordnet und weist keinen spitzen Vinl:el auf, Su-. Beispiel erhält man ein günstiges Ergebnis, ifenn man 7° für den Winkel an der Verbindungssteile 2880 und 90° bei Ceri Winkel an der- Verbindungsstelle 2881 wählt« -

29 zeigt einen Kolben 2901 analog den nach Ii¹Ic;.: 1, an dem jedoch ^ als J^inktiaii- des Abdichtungsgrades des Verdichtungsrint_,es_? wie weiter· unten aiisgeführt werden wire". - die Verlängerung des Schaftes 2903 auf den KoIb enrdngt rag er Γ:982 glatt-bleiben kann oder einerseits bei 2983 eine Hut, beispielsweise von der-in i'ig,, 28 dargestellten Art oder andererseits eine bestimmte Anzahl van vorznigsweise in Längsrich-. tung verlauf enden Ifuten 2984· aufvieisen kann, die die Hut 2983 in-Verbindung mit dem Hahlrauin. setzt, der durch die Abschrä^- gung 2985 am· Eintritt in die Ifut 2908 des- ölabstreif element es belassen ist« ■ . ■ ■ ■ .-

Um die ihinlctionsweise dieser" neuartigen Anordnung au erläutern, genügt es, zunächst den Arbeitstakt eines Viertaktverfahrens zu betrachten, d, h, denjenigen, der die Hinganordniing den kom^ pliziertesteii Prückverhältnigsen aussetzt und die größten fehler bei der Abdichtung und beini Ölverbrauch hervorzurufen in der I<age ist.

Der Kolben verschiebt sich entsprechend dem Pfeil M in I'ig. Bei dieser Verschiebung ist der Verdichtungsring, beispielsweise der Hing 211 nach IPig, 2 der Trägheit und der Reibung gegen den Zylinder ausgesetzt, die beide versuchen, die Anordnung gegen die Oberseite 214 der Hut 207 zu diilcken, der Explosions- oder VorLrennungsdruck, dexr im oberen ÜJotrmnkb in der Verbi'enntmgskfimmör 21^ Lerrr.cht, setai; diesen jedoch

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eiiier. entgegengesetzt gerichteten sehr hohen, Kreaft aus, die

kiar; auf seine Oberseite 213 wirkt, Sie.dieser.kong zugedacht- ist >"siehe das unter..priffiQ genannte liorli:icü..-Χΐι eier Beßohxveiijung - wäbr.end seine. Untai'seite 216 ebeni"ailc eiitsprecliend. der l£on-st^:inJLli1:iYBn^Äüslei^rQ2-;-gegen.--iLeii liaiucl: gescliütat ist, dei? .auf- seine {Jberseite;-215 wirkt -" Bielie das: i-ih:bej> secundo in- der BesclireiTDung geiianiite. liexlaaal.: -

Von -der Konstruktion-".Uer arlieitet der Veroiclitunssring also, als (Klapp'en)ventil, hoher Atodiclitung (unter tei'tio in der Besehreifouhg fjena'nntcs iierkiaal), der den Durchlaß der Gase so fort nach der Explosion oder der Verbrennuiib'- schließt und währ end des v gesamten: Arbeitstaktes des Kolbens hur Belastungsdruckverluste zwischen Umfang und Zylinder ,Verluste durch Spiel; und Hestverlxiste durchläßt, die; konstrulctionsmäßig bereits vregen des AuflaGerdruclies der Unterseite gegen die Unterseite der Hut bereits sehr gex^ing sind. Diese vohi Kolbenring übernommene Rolle, des Ventils sorgt für eine zwangsweise Segelung der 'Verluste, die so bis, auf die geringst erreichbare Menge als .iunktion der in Pr age stehenden Oberflächeneigenschaften erreichbar sind. Bei einer_:üblichen Anordnung dagegen ist das Verhalten des. Kolbenringes ungewiß, er kann zwischen dem oberen und unteren Belastungsöruck schwanken oder schwicimen und die VoLumenänderungen der Verluste geben diese Instabilität wiedei·. Diese Anpreiilcraft des Verdichtungsringes gegen die Wand der Hut entgegengesetzt _Ζρ_Γ Verbrennungskanmer, .die man erfindungsgeiaäß - erhält, ist m/so höher, ^e größer die Druckdiff erenz zwischen rl en von oben -and von unten, auf den Hing wirkenden Kräften ist, wobei dieser so als Ventil \cLrkt; folglich tritt ein Hachteil auf, da die Verdichtungsringe vervielfacht werden müssen;- es

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führt nämlich dazu, daß die günstige Auswirkung des Druckes, der die Trägheit und die Reibung überwinden muß, um die DicJrfcheit eines jeden sicherzustellen, überwunden werden muß.

Blοw-by-Untersuchungen, die an Motoren mit gesteuerter Zündung vorgenommen wurden, die mit einer guten üblichen Ringausbildung aus avf ei Verdichtung sr ing en versehen waren, wobei anschließend Versuche an Kolben und Eo Ib enri ng an Ordnung en mit einem einzigen Verdichtungsring pro Kolben nach der Erfindung vorgenommen wurden, zeigten bei sonst gleichen ,Bedingungen ein wesentlich geringeres. blow-by—(Durchblase)-Volumen bei Anordnungen mit einem einzigen Kolbenring nach der Erfindung verglichen mit einer guten üblichen KoIbenringausbildung.

Während des gleichen Ilotortaktes wird der ölabstreifring, beispielsweise der Ring 412 nach Fig.4, der Wirkung der Trägheit und der Reibung gegen den.Zylinder 402 ausgesetzt, die einander zugeordnet sind und versuchen, diesen gegen die Oberwand der Nut zu drücken.

Würde eine vollkommene Abdichtung des Verdiclitungsringes herrschen, so würde der Ölabstreifring 412 gegen die Oberwnnd dex Nut gepreßt verbleiben, eine Lage, in der er seine Hauptaufgabe erfüllt, da das auf dem Zylinder abgeschiedene-Öl durch seine Lippen abgestreift und dann durch das Sjiiel 422, der unter dem Ring geöffnet ist, über den Boden der Nut 4OG und die öffnungen 409 zuvx Gehäuse zui'ückgeführt.- Das Öl steigt nun nicht wieder zum Spielraum zwischen Kolben und Zylinder 41S hoch, da ein dichter Kontakt zwischen den Überseiten des Ringes 416 und der Hut 417 vorhanden ist, die gegjenüinandergedrückt worden;

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ι συ

bei einem solchen Hübverlauf würde dagegen der bei Ende des Aufwärtshubes gegen die Oberlippe des Ölabstreifringes gesammelte' öl nicht "wieder- rückgeführt* - "

In Wirklichkeit ist aber die Abdichtung des Kolbenringes nicht

' vollkommen. Seine Verluste rufen einen Überdruck im Spiel zwischen BIoIben und Zylinder 418 hervor, der auf die Oberseite 416 des Hinges 4-12 wirkt, und zwar darum, weil der Zugang dieses Druckes auf diese Seite konstruktionsmäßig - Herkmal primo der Beschreibung - sichergestellt ist; reicht dieser Druck aus j um Reibung.und Trägheit zu überwinden j die den Ring gegen die Oberseite seiner Nut drücken, so drückt dieser den Ring gegen diese Unterseite, indem er völlig oder zum Teil vom Spiel 422 gelost wird, derart, daß die Durchblasmenge im

' Gehäuse abgezogen wird, indem der kleine ölring bzw*' die Öl-Bchnur durch den Kreis 418-422-409 rezykliert wird; das Anpressen oder die Annäherung des Ölabstreifringes gegen seine Unterseite ruft bei 421 ein Ansteigen des Öldruckes hervor, der unter dieser Unterseite während jedes Abwärtshubes des "Kolbens wirkt - Merkmal sßcundo nach der Beschreibung - und in jedem Augenblick der Arbeitstakte; eine Aüsgleichsstellung des Ölabstreif ringes sicherstellt, ύοά der weiter unten noch gesprochen werden wird. 1st der Kolben mit einem bekannten Mittel, zum Abziehen von am Zylinder abgestreiftem Öl im Gehäuse .während dieses Abwärtsganges des Kolbens ausgestattet,so-wird diese V/irkurig des Öldruckes unter dem des Ölab streif ringes unterdrückt*

Htm soll die Funktionsweise der Kolben- Kolbenringanordnung nach der Erfindung während des Ansaugtaktes gegeben werden,

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der nach dein Ho tor takt als nächster für die Iüji£, ausbildung Probleme stellt, insbesondere bei Motoren mit gesteuerter Zündung. Der Grund liegt liier für in den Gefahren, daß das Cl unter Wirkung des erhöhten unter druckes, der in den Explosionskammern herrscht, wieder nach oben steigt, insbesondere bei mittlerer oder geringer Last.

Während des ersten Teils dieses Taktes, während der der Kolben vom oberen Totpunkt in Richtung des Pfeiles M sich bewegt, werden -Verdichtungsring und Ölabstreifring zwangsweise gegen die Oberseite ihrer !Tut durch Wirkung von Reibung und Trägheit sowie dem zugeordneten Unterdruck gepreßt, dem sich gegebenenfalls beim Ölabstreifring der auf der Unterseite vorhandene Druck des abgestreiften Öles hinzugesellt* In diesen Stellungen schließt der Verdichtungsring 211, J?ig... 2, ο line besondere Abdichtung die Verbindung zwischen der Verbreraiungskaiamer 215 und dem Spiel 218 zwischen Kolben und Zylinder unter dem Verdichtungsring; der Ölabstreifring 412, 3?ig. 4, öffnet einerseits die ölrückführuiig zum Gehäuse über das Spiel 422, (Las danr unter seiner Unterseite geöffnet ist, bringt ab-er andererseits den Aufstieg des Öles, der durch- den verbleibenden bei 418 herrschenden Unterdruck zwischen den.-Kontakten seiner Oberseite mit der Oberseite seiner Nut, die konstruktionsmäßig besonders gut abdichtet, hervorgerufen wird, sun Stillstand - Merkmal tertio der Beschreibung _r sowie neiner Oberlippe mit dem Zylinder.

Während des ersten Teiles dieses Hubes versucht die Trägheit den Ring aus dem Kontakt mit der Überwand uu lösen; erst unter den augeordneten Wirkungen von Reibung, Unterdruck auf

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die. Oberseite und- Öldruck gegen die Unterseite bleibt der Halt des ölab streifringes gegen die Oberseite der Hut _: . gesichert. """",-"-■-■■ ^;. -._ "-_.:.'-■ ."■- .. ■-..'. ,... - ~^! - ■

Iiehrero der: B ο Sonderheit en der ; B.e.s'chreibiing^: besitzen übrigens ; einer konjugier-te positive' -Wirkung. =". a) die erhöhte. Abdichtung wird nur- zwischen den benachbarten Unterseiten von Terdich-

rtc: Hut erreicht - Besonderheit primo""',-. des Yerdich-UEd. seiner ".!Tut· > .. - ~ ~ \ . . . ".

b) -der C-lab streif ring nimBit aufgrund seiner Eons trukti oh

die- riiS!'3d!.mal"e ¥i3_t'kung dieses Unterdruckes auf seiner Oberseite auf .- herknalprimo des Ölab. streif ring es und seiner Hut; ■

c) dor-ölab streif ring, nimnit. auf grund seiner Konstruktion

die maximale Wirkung des" Öldruckes auf seiner Unterseite auf - kerknäl secundö des ölab streif ringes und seiner !Tut. Auf diese Weise verbindet eine aus Kolben und Eolbenring nach der Erfindung best ehende.An:ordnung die günstigsten Bedingimg en, um die obreren benachbarten Flächen des ölab streif ring es luid seiner Hut in Verbindung: zai halten, und zwar so nahe vrie riöglich am oberen Totpunlvt, bei· Ende des Einlaßtaktes;. darüborhinaus. bringt. dieses positive Halten e,ine erhöhte Wirksamkeit rait sich, wegen: dei· Bedingung tertio^-des ölab--streifringes und seiner Hut»" -. . ^: "' . '--- .. -^ . .

V/ährend der koapreosions- und. Aus laß takte verschiebt sich der■. kolben, aus dom obea?en Totpunkt in RichtTing des^ Pfeiles IT. Der Y er dichtung erine.· -2ΛΛ\- 3?ig. 2,. und der Ölabstreifring 412," j?lg. 4, werden wälirend des ersten Seiles ihres Hubes gegen ihre Unterseiten aufgrund der.konjugierten Wirkung des Gasdruckes ₅ der Heibung.uiid aev Txilgheit gedruckt. Der-Verdichtungsring 214 schließt eo die "V&rbrennungsliamMor und läft

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nur einen Restverlust durch, der ölabstreifring 4t2 zieht über den Kanal 418 - 422 - 409 das Restöl ab, das von der' oberen lippe auf dem Zylinder abgestreift wird, sowie den verbleibenden Durchlaßverlust. Während des letzten Teiles des Kolbenhubes kehrt sich die !Trägheitskraft um, es kommt somit inniger stark auf die Lage der Ringe an, sowohl im Hinblick auf den Gasverlust wie auf den Ölverbrauch, da die in Frage kommenden Mengen sowie die des einen wie des anderen ziemlich niedrig liegen.

Verdichtungsring und Nut nach Fig. 3 besitzen die gleiche Funktionsweise wie bereits mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben, wobei zu berücksichtigen ist, daß sie aufgrund ihrer Konstruktion - sie liegen ja mit den Parallelflächen benachbart zueinander - die Merkmale von primo, secundo und tertio erfüllen, die für Verdichtungsringe und Verdichtungsnuten nach der Erfindung beschrieben wurden. Das gleiche gilt für den ölabstreifring nach Fig. 5> die, obwohl sie benachbarte paralelle Flächen besitzen, die Merkmale von primo bis quarto der ölabstreifringe und ihrer Nuten nach der Erfindung aufweisen, was bei ihnen die gleiche Funktion sicherstellt, wie beim Ölabstreifring nach Fig. 4.

Der Ölabstreifring und seine Nut nach Fig. 6 besitzen die gleiche Funktionsweise, hier gilt jedoch, daß die Konstruktion der benachbarten Flächen von Ring und Nut, die in Fig. für einen Verdichtungsring iuid seine Nut dargestellt sind, Regelungseinrichtungen durch radiale Verschiebung der kreisförmigen Durchdringungen 627 und 629 aufweist, die Parameter

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"bei der Auslegung der Hinge darstellen» Im. übrigen bedeutet das Eückgreifen auf benachbarte Parallel flächen von Hing und !Tut an der Stelle, wo ihre Spiele gemessen werden, eine Vereinfachung in Herstellung und Kontrolle..

Der aus zwei Schienen bestehende Hing und seine Hut — nach den Fig. 7> 7a₅ 7b- ⁵UiKl 7c - arbeiten wie die Hinge und Hut en nach den Pig. 4, 5 und 6, aufgrund der Tatsache, daß sie die gewünschten Berkmale von priiaö bis quarto aufweisen. Die Rändelung der Schienen 733 öder der Nuten 734-735 oder lediglich die tfavollkomiaenheiten der Oberflächen sichern die gewünschte Dauerhaftigkeit der Wirkung der Drücke, die bei 718 gegen die Oberfläche und bei 721 gegen die Unterseite wirken. Die Kombination des seitlichen Druckes der Schienen gegen ihre Nuten mit dem Spiel, über das sie verfügen, um sich vom Expander aus zu nähern, bestimmt einen Bereich für die zur öffnung der Kanäle zwischen benachbarten Flächen notwendigen Drücke mit erhöhter Neigung für geringe Mengen, verglichen mit den Ringen der vorhergehenden Figuren. .

Die Funktionsweise des Verdichtungsring es und seiner Nut nach Fig. 8 ist analog der in Fig. 2 und 3 dargestellten und diese Aüsfünrungsform besitzt die gleichen-besonderen Vorteile, wie sie oben für den Ölabstreifring und seine Nut nach Fig* 6 dargelegt wurden· Im übrigen ist der besondere Vorteil beim VerdichtUögBring zu erwarten^ daß die.Markierung der Nut durch den Inneawinkel des Eing.es beseitigt oder vermindert wird. Unter dea geringen Änpreßbeanspruchungen gegen ihre Nut steht dör Verdichtungsring 81Ϊ in liontakt mit dem Seil 843 - 844 der Seite ijirer Nut, die parallel zur Eigenfläche liegt und, gegen

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den oberen Totpunkt des Arbeitstaktes Ili Augenblick der Zündung verformt der erhöhte Druck den Verdichtungsring und drückt ihn gegen den Schrägteil S4-4-&46 der Unterseite der Hut, wie vorher bereits erläutert:

Der Innenwinkel der Seite ties Hinges wird so von Kontakt mit dieser Fläche im Augenblick der erhöhten Beanspruchungen des Ringes gegen seine Oberfläche der Nut gelöst und die Markierung der Nut durch diesen Winkel kommt so in Fortfall, wird aber zumindest abgeschwächt.

Die verschiedenen, in den Fig. 2, 4, 6 und 8 dargestellten Kolbenringnuten, deren Funktionsweise weiter unten erläutert werden wird, weisen schwache Öffnungen benachbarter Flächen von Eingen und Muten auf.

Da diese Öffnungen lediglich die Aufgabe zu erfüllen haben, den Zugang der Drücke zwischen sich und ihren benachbarten Bingoberseiten bei geringsten Mengen oder Bullmengen sicherzustellen, genügt es, daß sie sehr gering sind. So hat man beispielsweise zufriedenstellende Ergebnisse mit Öffnungen mit einem-'Winkel von 10 bis 15' erhalten, die bei Anwendung auf Kolbennuten bei Automobilen au Öffnungen in der Größenordnung von 0,01 bis 0,02 mm pro Fläche führten.

Für die Außenseiten von Verdichtungsring und zugehöriger Nut ist es wichtig, daß diese öffnung sehr gering bleibt, damit der Hing sich gegen diese Seite der Nut unter der Wirkung der erhöhten Drücke, denen er ausgesetzt ist, sich abstützten kann, und zvrar mittels einer ziemlich geringen Deformation, damit in wirksamer Weise nicht die Grundlage seines Außenkontaktes mit dem Zylinder zu modifizieren.

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die übrigen geringen öffnungen, d. h* die benachbarten Oberflächen von iferdieh^ Nut und die der beiden Oberflächen des ölabstreif ringes und seiner Nut giit die gleiche rigorose Begrenzung Einsicliijlicn der Größe der Öffnung nicht, da diese Ringe niemals den erhöhten Beanspruchungen ausgesetzt -sind^^die in der Xage wären, sie in einem: Grade zu verformen^ - daß sie in Eontakt mit den Öffnungen dieser benachbarten Flächen gebraoht

Bezüglich der benachbarten^ Oberseiten des ITer dichtung sr ing es und seiner Hut hat die:Erfalirung gezeigt,: daß eine sehr geringe Öffnung von IQ bis 15'die Aufgabe eines^ Zugangs des Druckes gut erfüllt, was wegen der erhöhten Drücke normal

die benachbarten flächen der Ölabst reif ringe sind die* Brückey deren Zugang zwischen diesen erwünseilt ist,, wesentlich geringer j unter bestimmten Drehzahlbedingungen kann es nützlich sein, insbesondere bei sehr: schnelllaufenden Hotoren, auf eine größere öffnungen zwischen diesen zurückzugreifen, um nicht den Zugang des geringen Druckes durch einen zu engen Zugangskreis:zu.verzögern O;der in Frage zu stellen. :■ - .

diesem; örunde werden auch die Eintrittsabschragungen oder n der Nuten: oder jede andere Ausbiidung mit günsti- -geia Winkel für das Ausfließen der Druckmittel bevorzugt bei den ITuteny der Ölabstreifring e angewendet, da die se. den Zugang der.Druckmittel, Gas und Öl5- unter geringem Druck erleichtern.

Allgemein gesprochen besteht ,ein Vorteil der ErÄndüng darin, daß KÖglichkeiten für: die Drückziugangskreise awischen benachbartes.'"'S¹Ia eh en von !fingen und ITutengesclaaf fen werden, um ein

Abweichen von der Funktionsweise der Einge bei Schnellauf end en Iiotoren zu verhindern. ■

Die· Pig. 1, 5₅ 6 und 7 zeigen verschiedene. Ausführungsformen der Öffnungen im Boden der Hut nach der Erfindung. Alle diese Öffnungen arbeiten mit dem durch das in der Nut des Ölabstreifring es enthaltenen, hervorgerufenen dynamischen Effektes, der durch die Bewegung des EoIbens bei seinem Abwartsgang unterstützt wird, um es zum zentralen Raum des Kolbens abzuziehen und zu verhindern, daß es im oberen Teil der ITu t sich wieder einfindet, wo sich sämtliche Fehler der Abdichtungen der Oberfläche und der oberen Lippe des Ölabstreifringes unter dem Einfluß des dynamischen Druckes sammeln würden, wie dies die üblichen Öffnungen ermöglichen, beispielsweise die in Fig. 4 dargestellte Öffnung 409. Solch ein Öldruck kann, wenn er sich bildet, eine schädliche Rolle auf den Ölverbrauch beim Abwärtsgang des Kolbens aiisüben.

Aus dem gleichen Grunde sind einerseits die Ablenkungswände 640 nach Fig. 6 und 74-0 nach Fig. 7 angeordnet, um zum zentralen Raum des Kolbens das von der Kurbelwelle abgespritze Öl zu führen, um die Öffnungen 609 und 709 hiergegen zu schützen; andererseits ist die Durchdringung der Ölab zugs Öffnung en mit dem zentralen Ilohlratim des Kolbens geneigt, wie die Durchdringung 74-1 in Fig. 7 zeigt, so daß beim Aufwärtshub der untere Hand dieser öffnungen nicht Gofalir läuft, durch !Trägheit abgespritztes Öl, das» sich im oberen Teil des Hohlraumes des Kolbens befindet, zxi sammeln. : _:

Die Orientierung closer UlrückführOffnuncen und der darunter angeordnct.cn Ablerj] wand sind im allgemeinen im Hinblick auf den

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Ölverbrauch günstig, wenn sie bei sämtlichen. ICoITd en Td ei all en die Kolbenwand durch setz enden ölrückfünr öffnungen Anwendung finden, wenn diese Öffnungenim Innenraum münden. Das gleiche gilt für die Lage der Verbindung der Unterseite dieser Öffnungen mit der Wand des Innenraums des Korbens, der. von der Hitte des Kolbens weiter entfernt ist als die Lage der Verbindung ihrer Oberseite mit'der Wand des Eölbeninhenraums.

Auf diese Weise steigern die. Ölrüekführöffnuhgen des Bodens der !Tut nach der Erfindung die Wirksamkeit der guten Abdichtung der benachbarten Oberseiten von Ölabstreifring und Ifat und tragen zur Verstärkung des Merkmals tertio bei., .das erfindungsgemäß bei den öläbStreifeingen und iliren Nut,en Anwendung findet» _ ," _.-. ' _:

Die Funktionsweise der. verschiedenen dargestellten Varianten öder Verbesserungen nach den Fig. 9 bis 28 ist die folgende:

Die Hut en 9^t-V und 1048 der Auflagerflächen 917 und 1017 - Mg. und 10 - die 3 eweils zur unt er en Abdichtung des Ver di chtungs- ' ringes 911 und zur oberen Abdichtung des Ölabstreifringes. 1012 ausgeführt wurden, steigern die für diese Auflagerflächen gewünschte Zuverlässigkeit der Abdichtung, indem Eindrücke, wie sie auf die Dauer durch den Innenwinkel des^Kolbenringes oder seines Randes, wenn dieser abgerundet ist, auf der Oberfläche der Hut des: Kolbens markiert sind, in Fortfall . kommen j diese. Eindrücken schaden der Abdichtung, da die Eojizentrizitäten von KoXb en und Zylinder während des Betrieben in den 0-reiLzen des Kolbenspielea im Zylinder schwanken. So kann die Abdielitumg der Ver'dichtungsringe 9ΊΊ imd.'des ölab-1012_? wie sie e.rfindungageraäß gefordert werden, äie lluten ¹SI? tmd 101? νοχφeasert werden«

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Ein analoger-Absatz 1149 der Oberseite der Hut des Verdichtungsring es und ein anderer, 1250, der Unterseite der Nut des ülabstreifringes - dargestellt in den Pig.. 11 und 12 können ebenfalls ausgespart sein. Es muß jedoch, darauf hingewiesen werden, daß die Verbesserung der Abdichtung des Verdichtungsringes wahrend des Ansaugtaktes des Kotors nicht immer" günstig ist, d^i, wie vorher gezeigt wurde, bei Ende des Ansaughubes der in dem Raum, zwischen den Eingen 121S herrschende Unterdruck, zusammen mit Reibung und Druck des Öles gegen seine Unterseite dazu beiträgt, daß der ölabstreifring weiter gegen die Oberseite der Hut entgegen der Trägheit sin? aft gehalten wird, die versucht, ihn zu entfernen. Die Nut 1250 kann ein Kittel darstellen, um den Kontaktkreis zwischen den Unterseiten des Ölabstreifringes und seigner Nut an der gewünschten Stelle zii realisieren, die vom unteren äußeren Rand des Ringes entfernt ist; mit einem U-förmig gefalteten Ölabstreifring aus Stahlblech - Ring 1212 - ist diese Anordnung durchaus geeignet, um dichte Eontakte in der Nähe der Kitte des nicht-durchbrochenen Teiles dieser Flächen sicherzustellen.

Die in den 1'¹Ig. 1551 und 1452 dargestellten Kunststoffdichtungen 1351 "U-iid 14-52, die jeweils der unteren Abdichtung des Verdichtung sr ing es 1J11 und der oberen den Olnbstroifringes 1:412 dienen, steigern die -gewünschte Abdic/uniiig für die Auflag or fläch en, in dem sie in jeder diesel· .Flächen eine Dichtung einführen, deren Plastizität für die Abdichtung günstig ist. - ." -.

Diese Dichtungen lassen sich auf sämtliche Formen von. Auflagerflachen anwenden, insbesondere auf Verdichtungsrinoe,

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wie sis in den Fig. 2, 3,6, 9 und. 11 dar ge st eilt sind und cui" Ab streif ringe j wie sie in den .Pig, Zj,-, 5, 6, V₅ 10 und 12 dargestellt wurden.

Diese Dichtungen tragen zur Abdichtung der Auflagerflächen bei und zu der des oder der Schlitze, da sie diese zum Teil überdecken; ebenfalls vermindern sie aus dem. gleichen Grund den Efeehtei! der Vergrößerungen des Schlitzes -aufgrund,von Verschleiß, wenn, man sie richtig auswählt und ihnen einen Durchmesser geringfügig größer als den des Zylinders gibtj tragen sie zur Omfangsabdichtung der Hinge bei. :

Erfindungsgemäß wurde daruberhinaus bei "Seflon"-Dichtungen, die beispielsweise mit Bronze als Füllstoff gefüllt Würden, festgestellt, daß die üblicherweise an den "Unterseiten von Verdichtungsring und !Tut auftretenden Verschleißerscheinungen * Völlig wegfieleiiV Die in Fig. 15 dargestellten Schlitzdichtungen können durch die Öffnungen ihrer Schlitze 1552 - 1553 und die nach Fig. 16 durch Deformation der Zungen 1658 ausreichend verlängert werden, ohne daß die Elastizitätsgrenze des Materials, die im Falle von mit Füllstoff en versehenen "'feflon" gering ist, erreicht würde, damit sie über den Eopf bzw* Eösper des Kolbens liinübergehen und leicht in ihre Nut eingebaut werden können., wo sie ihre Arbeitsabmessung mit äneinanderstoßendeii Schlitzen einnehmen. Die Dichtung besitzt also Izeineriei Eöntinuitätsunterbrechung und ä.ie VergrÖiSerung des <xEsdtQ?chlas$e;0 aia kalten Ilötor durch Öffnung der Schnittstelle der Dichtung kommt in Fortfall. Die Anordnung der in Fig;. 16 dargestellten Schiit ze dient im · übrigen einer erlei eliterten. Her stellung durch ein mit Stempeln

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Stempel oder alternierenden Stanzten versehenen Werkzeugs, wobei jeder/ gleichzeitig zwei Schlitze gleicher Richtung im Abstand voneinander stanzt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 17 drückt der in der Verbrennungskammer 1715 '^au^' ^öen- Verdichtungsring 17II wirkende Druck die kegelstumpfförmige Dichtung 1759 gegen die Unterwand der Nut und diese Dichtung; nimmt somit aufgrund ihrer Plastizität eine Radiair ealctionskr aft auf, die sie gegen die Zylinderwand drückt. Diese kegel stumpf f örmige Dichtung 1759 erfüllt sämtliche bereits beschriebenen Aufgaben, die von der Dichtung 1951 > Fig. 13, übernommen werden und steigert deren Wirksamkeit, insbesondere durch Unterstützung der Umfang sabdichtung des Verdichtungsringes durch diese Anpressung gegen die Zylinderwand. Mit dieser Dichtung wird die Bedingung secundo, die für Verdichtungsring und seine Nut gefordert wird, entweder durch- den Winkel 1 der Dichtung erfüllt, der geringfügig kleiner als der ihrer benachbarten Flächen von Hut und Ringen ist - gleich 1 + 2, , oder wird durch eine Totalabdichtung dieser Dichtung mit ihren Flächen von Nut und Ring "ureicht. Die analoge Dichtung 1861 nach Fig. 18 funktioniert in gleicher Weise bei einen Ülabstreifriiiß 1012, die radiale Heaktionskraft gegen den Zylinder ist jedoch wesentlich schwächer, da der Ölabstreifring niemals die Anpreßwirkung der Hut-gegen ihre Oberseite aufnimmt, die genauso hoch ist, wie die, die vo'm Verdichtungsring aufgenommen werden. Im übrigen soll darauf liingextfiesen werden, daß die Winkelspiele m, zwischen Dichtung 1861 und den Flächen der Nut oder ein Abäichtungsfehler der Dichtung zwischen den Oberflächen der Nut notwendig sind, um das Merkmal primo zu erfüllen, das nach, der Erfindung für die Oberflächen von ölabstreifring und Nut gefordert werden.

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Die kleinen Tor Sprünge 1963 nach Pig. 19 und 2064 nach 3?ig, 20 tragen Kunststoffdichtungen, die Jeweils mit dem Verdichtungsring 1911 und dem Ölabstreifring 2012 auf einem iE3© Ib'βη-ringträger gelagert wären,, der in üblicher Weise ein Spiel ' . von etlichen Zehntel Millimeter im ZyI index auf if eist, um zn verhindern» daß sie zwischen dem Zylinderkopf tmd dem Zylinder, fließen* Diese Voxsprünge sind nichi; notwendig, wenn die Kolbeiiköp.fe, wie dies erfindungs gemäß möglieh ist,, in Kontakt mit ;dem Zylinder gehascht werden.

Die SHuiktiemsweise der Schicht des KunststoffProduktes '2165, die auf äer !Oberfläche eines Verdiehttmgsringes itoaftet — dargestellt in -Pig· 21 — ist die gleiche wie die -der ■^njabhängigen Dichtung Λ^Λ nach !"ig. 13j sie sorgt für die Äilajchtung -der benachbarten I¹IaChen von Hing und ifatj sie ist jedoch auf alle-"3FaIIe weniger wirksam, da sie den Dur-elilaß dea? Quse an der Schnittstelle nicht offenläßt, jedoch den Vorteil einer einfachen Montage birgt. .

Die auf den Enden der Schnittstelle, wie bei 2166 - 3?ig. 21a dargestellt - haftende Kunststoffschicht vermindert die Verluste an der Schnittstelle und, wenn diese von. genügender Dicke ist, stellt sie automatisch durch Hießen sicher, daß die' Breite des Schnittes .auf das notwendige Minimum vermin-.dert wird, um so die Ausdehnung des Ringes im günstigsten lalle zu ermöglichen.·Wenn sich also die Schnittstelle des Ringes unter der Wirkung einer Ausdehnung wieder schließt, fließt das im Überfluß vorhandene Kunststoff produkt aus der Schnittstelle' heraus und, läßt auf jeder Schnittfläche die maximale Dicke der ^; Kunetstolfaehicbt zurück, die der Ring zu tragen in der Lage

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ist, wodurch ziemlich, genau die Verlustmenge an der Schnittstelle vermindert wird.

Die -verschiedenen in den Fig. 21, 22, 23, 24· und 25 dargestellten Dichtungen tragen zur Abdichtwirkung des Verdichtungsringes bei, und zwar einerseits durch Abdichtung der unteren und/oder oberen benachbarten Flächen von Hing und Nut, andererseits dazu bei, den Ring gegen den Zylinder zu drücken; ihre wichtigste Funktion ist es jedoch, dem unerwarteten Ihänoaen des ölpumpens, das erfindungsgemäß bei Versuchen mit einzelnen Verdichtungsringen festgestellt wurde, abzuhelfen, die eine stark erhöhte Abdichtung auf ihrer Unterseite zeigten. .

Durch das ölpumpen wird ζΐ/angsweise Öl im Zylinder -nach oben gefordert j dies .wurde selbst bei ölabstreifring en hoher. Wirksamkeit Ie st ge s teilt., ilach genauesten Untersuchungen scheint die Erklärung hierfür folgende su nein: Bei jedem Ansaughub öffnet der Verdichtungsring, dev gegen die Oberseite der Hut gedrückt wird, längs seiner Unterseite das Spiel, mit dem er in der Mut gelagert ist und, längs der so eröffneten Bahn tritt das aus dem auf'dem Zylinder durch den Verdichtungsring abgestreiften Film stammende Öl in den Boden der Hut. Bei einem wirksamen ölabstreifring ist die in den Boden der Hut bei jedem Ansaughub geführte ölmenge winzig, sie ist jedoch voxiianden. So lange die benachbarten Unterseiten des Verdichtungsringes und seiner Hut keine stark erhöhte Abdichtwirkung aufweisen, wird diese winzige ölmenge vom Boden der Hut unter den Verdiehtungsring gegen den Zylinder bei jedem Arbeitshub des Kolbens zurückgeschickt, und z\rar aufgrund der Wirkung '-der Gasströmung, die das blow-by

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darstellt;'diese !deine Hin- und Herbewegung"'-des Öles verläuft unbemerkt--wahrend des HotorbetÜebes. Durch die erfindungsgemäße Kolhenringausbildung; dagegen, bei der die AbdictLtung erlieblich gesteigert x-iird, gerät jede, zum Boden der Hut während des Insaughubes gelangende Ölspur dort in eine Palle und kann nicht mehr zurück5. wie klein auch, die gefangene ölspur sein mag, bei Jedem Arbeitszylclus liefertdie Wiederholung dieses Phänomens eine nicht Vernachlässigbare Menge. Das. Öl· füllt zunächst den Boden der Mit und wird dann nach oben (bezogen auf den Bleiben) zwischen die benachbarten Oberseiten von Hing und Hut zurückgedrückt.-Das zwangsw.eise Pumpen des öls in Richtung.auf^; das. ^^lo-öipnskaBiitferg^iiäu-se-'ist;-offensichtlicli schädlich und nicht in Übereinstimmung mit den Sielen der 3Srfinduhg* _. :; , _ _:-^: -: . . :'-:_ ^: .;-■- ■-'"-.-■■

Um' öieson ITechteil atissus ehalt en, sind, erfindunssgemäß "drei liittel irorgesehen: * .",- ^:' ' · .. . -.'". .-.-"." , :

Das - erste und wichtigste ist eng mit der Erf indung; verbunden, und ist diirch die Kerlnaal .pfino bis qu&rto des Clabstreifringes -öxfiniert.,. der:, indeti -er"- eine sehr'gute...Regelung des . auf. el en -Zylinder beim 2i.bwärtshub des Eolbons^^uriiekselasaenen öle a ermö glicht, laßt an der Quelle diesen; rumpeffelit versiegen j die falcultativ vorgesehenen sweiten und dritten Kittel bestehen darin, daß der Kolben- EoIbenringanordnung.entweder zusärimen ader ge tr e^nnt einesteils eine Abdichtung hinzugefügt wir d₁ die zwischen dem Boden der Mut und dem. Hing, von denen die Fig. 22 Ms 2& Beispiele zeigen,,, angeordnet ist, um so,dem Durchgang des^gepumpten Öles entgegenzuwirken, andererseits ein für die Ikßenwand des Iferdichttipg^riages geeigneteE

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Profil hinzugefügt wird, um durch, den "bekannten Ölkeileffekt die Rückführung längs der Wände des; Zylinders des Öles zu erreichen, das aus dem Boden der Nut -stammt und bis über· den Verdichtungsring gepumpt ist.

Die verschiedenen in den Fig.22 bis 25 gezeigten Profile erfüllen diese Aufgabe. Der Konus 2285 öach Mg, 22 sorgt für eine gute Rückführung, ist die Konizität gedoch gering, gleich dem Bruchteil eines Grades, so verschwindet er durch Verschleiß schnell; ist er dagegen groß, beispielsweise 1 bis 5°, so verbleibt im Hub oben am Zylinder ein nicht-rückgeführter Ölring, der aus dem Ringvolumen 2286 stammt. Das symmetrisch gewölbte Profil 2385 nach Fig. 23 schwächt diesen Nachteil ab; das in Kontakt nach unten gewölbte Profil 2485 ermöglicht es einem Kolbenring 2411, der unter Deformation gegen eine geringfügig geneigte Unterseite 241? gepreßt X"fird, nach oben einen Rück führung swinlc el während der Deformation des Ringes beizubehalten; schließlich ist es gerade das in Kontakt nach oben gewölbte. Prof il 2585 nach Fig. 25, das unter Rückführung vrie die anderen den kleinsten Ölring auf dem Zylinder wegen der Kleinheit des Winkel vo lumens 2586 laßt.. .

Das Verhalten der verschiedenen in den Fig. 22 bis 26 gezeigten Dichtungen, die zu einer Verminderung oder Stillsetzung des ölptimpens führen, soll jjetzt beschrieben werden. Die Torusdichtung 2251, Fig. 22, hat sich..als wirksam gegen das ölpumpen bei erhöhten Drehzahlen, Jedoch von geringerer Wirksamkeit in niedrigen Drehzahlbereichen gezeigt. Die Erklärung dieser Besonderheit läßt sich nicht mit Sicherheit

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erklären; es scheint, daß diese auf der Tatsache beruht, daß die Sorusdichtung bis zu einem erhöhten Drehzähib.ereich während der vier Arbeitstakte ihre gegen die unteren Wände des Bodens der Hut beim Zünden gedrückte Stellung beibehält, während in niedrigen Drehzahlbereicheh sie Zeit hat, ihre runde Form wiederzugewinnen. Bei hohem Drehzahlbereich müßte sie also . den gesamten Durchlaß zwischen dem Boden der liut und-dem Oberteil des Zylinders verschließen, wodurch das über-die Schnittstelle des Hinges gepumpte öl entnommen würde und der untere ffieil dieses Durchlasses in den niedrigsten Drehzahlbereichen fteigesetzt würde.

Die Dichtungen, mit einem Querschnitt aus mehreren mit dem gleichen Körper verbundenen Eontaktelementen, beispielsweise wie in den Fig. 23, 24, 25 und 26 dargestellt, besitzen ein stabileres Verhalten zwischen den hohen und niedrigen Drehzahlbereichen, wahrscheinlich aufgrund-der Tatsache, weil sie sämtlich in dauerndem Abdichtungskontakt gegen die Innenfläche des Verdichtungsringes stehen, der sehr nahe der Unterseite des Hinges liegt, .wodurch der Weg, über den das Öl durch die Schnittstelle des Hinges schon bei Beginn verschlossen wird, und zwar schon vom unteren Winkel des Ringes oder sehr nahe von dessen Beginn abj dies erfolgt an den Stellen 2387 in Fig. 25, 2487 in Fig* 24 und 2587 in Fig. 25. Im übrigen ♦ignen sich diese Dichtungen aufgrund ihres weniger kompakte» Aufbaues besser für eine Montage unter Zusammendrückung zwischen Hing« und Butdichtung, die ausreicht, um,bei Er-■ hötiüng cLes i-bstandes zwischen Bingiönenwand und Boden der Wxb tint ei? 4em Einfluß von Verschleißerscheinungen wirksam zu feieiben, ohfteäarum übermäßig groß zu weriksa^wenn Hing und- · . Äg^Linder neu;

Die Dichtung 2368 nach Fig. 23 weist die vorstellend genannten Vorteile sowie die für diese Art Dichtung bekannten auf. öie sichert eine gute Abdichtung sowohl gegen den Durchgang von Gas wie gegen das Pumpen von Cl.

Die Dichtung 24-69 nach Fig. 24 überlagert den vorstehend genannten Vorteilen eine gesteigerte Wirksamkeit gegen das Pumpen von Öl. einesteils wegen des dauernden Eontaktes ihrer unteren Lippe rait der unteren Begrenzung der Innenfläche des Ringes bei 2487, andererseits wegen des Kontakt-οs durch die Lippe, der für die Abdichtung eines Durchflusses für das Druckmittel mit- geringer Henge und. mit geringen Druck günstig ist, d. >. bei Bedingungen für das Pumpen öl. die unter- bunden werden müssen.

Die Dichtung 2^70 nach Fig. ?Jj verbindet die Vorteile der Dichtung 2469 gegen das Pumpen von Öl sowie der Dichtungen 236G und 2469 gegen den Durchlaß von Gas. Ihre Lippe 257^Z1-, die nachgiebig ausgebildet ist, ist besonders geeignet, sich einer wirksamen Abdichtung gegen das Pumpen-von Öl zu widersetzen und den Einflüssen des Verschleißes von Ring und Zylinder unter einer stark verminderten Anpreßkraft gegen den Ring zu folgen.

Ein Ring mit ein oder mehreren Dichtungsspitzen, wie. in Fig. 26 dargestellt, arbeitet wie die vorhergenannten; die Dichtungsspitze 2676 gegenüber der Unterseite der Innenfläche des Dichtungsringes widersetzt sich wirksam einem Pumpen von öl und zeigt eine ITeigung, den Ring im Verschleiß zu begleiten.

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Die fast das gesamte Volumen: des Bodens der Hut- zwischen (Kolben) ring und Kolben einnehmende Dichtung vermindert die kleinen toten Räume-für die Brenngase und trägt darum, in . an sich bekannter ¥eise zur ,Verminderung der atmosphärischen Verunreinigung bei, in dem die bereits für die ■vornergehenden Di chtung en b eschri eb en en Auf gab en si ehe rge st elit werden.

Schließlich können sämtliche Auslegungsarten der Dichtungen, die ein oder mehrere kreisförmige Abdichtungskontakte zwischen dem Boden der Hut und der Innenseite des Verdichtungsringes sicherstellen, möge der Abdichtungskontakt nun beliebige ü'oria wie Lappen, Lippen, gegebenenfalls geometrische Sippen erfindungsgemäß sicherstellen, daß das Pampen von öl und der Durchlaß von Gas unter dem Verdichtungsring vermindert werden.

Diese Dichtungen aus nachgiebigem iCautschuk, die zwischen dem Ring und den Boden der Nut gequetscht sind, .deren Funktionsvjeise bezüglich des ölverbrauches beschrieben wurde, bringen im übrigen auffallende neue Effekte mit sich.

ITicht nur drücken sie den Eilig gegen die Wand des Zylinders, indem sie auf ihn eine Beanspruchung ausüben, die der Natur der Dichtung und der Art der Zusammendrückung eigen ist, der der Ring ausgesetzt ist und die gleichmäßig verteilt ist. Diese Beanspruchung kann je nach ihrer Größe zur Spannung ■ des-Ringes beitragen oder diese ersetzen. Sie erlaubt es auch, falls ihr Wert ausreichend groß ist, einen einfacheren oder nreniger brüchigen Dichtungsring zu verwenden, d. h. einen, der aus anderen-Materialien als das zur Zeit benutzte

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Gußeisen oder die· legierten Stähle hergestellt ist, beispielsweise Kohlenstoffstahl, dessen Verwendung bisher aufgrand.sei-, nes Elastizitätsver-lu-stes bei hohen Arbeitstemperaturen nicht möglich. war; auch kann der* Kolbenring hinsichtlich einfacher Formen, auf einen Durchmesser ähnlich dem des Zylinders bearb eit et werden,, anstatt geometrisch schwierige Bearbeitungen vorzunehmen,, die notwendig sind wegen einer cröglichst gleichen Spannungsverteilung im Sing üTaer seinen gesamten Umfang, unter· Eerucltsichtiguing seiner Elastizität.

iaieh halten diese am Boden der HtLt vorgesehenen, aus nachgiebigem Kautschuk bestehenden Dichtungen den Kopf des Kolbens: und tragen zu seinem mechanischen Verhalten bei. Insbesondere wird das Kbpfen des Kolbens vermieden, das im KaItlauf bei verschiedenen Ho tor en oder'nach einem gewissen Grad des Verschleißes an Kolben und Zylindern zu beobachten ist.

Übrigens unterbinden diese Dichtungen, wenn sie ausreichend unter Spannung gesetzt werden, die Drehung der Verdichtungsringe Dies ist-ein günstiger Faktor, da die Ringe durch Einschleifen den Verformungen und dem Verschleiß des Zylinders angepaßt werden sollen. So drehfest gelagerte Verdichtungsringe haben eine Verschleißminderung im Betrieb ihrer Oberflächen und ihrer Kolbennuten gezeigt»

Diese Dichtungen nehmen an der Verminderung der kleinen ioträume zwischen Eing und Nutenboden teil und tragen so zu einer Verminderung des Unverbrannten bei,-das "bekanntlich" einen erheblichen Falitor für die Luftverschmutzung darstellt*

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I \S W I VU

Me Arbeitsweise des'Ia. Mg. 27 mit einer Biclitung dargestellten Olabstreifringes, der "bei 2778 an 'sämtlichen Stellen eingelassen ist, ist in allen Ponl^ten in der Puaktionsweise gleich den verschiedenen Arten von Öläb streif ringen, sei es, .daß sie feste Höhe besitzen oder Schienen, die elastisch gegen ihre benachbarten !'lachen der Mit gedrückt werden und mit, einem Dichtungselement zwischen den benachbarten Oberseiten von Sing und Hut ausgestattet sind j man hat aber bei der Durchführung von "Versuchen an solchen Dichtungen festgestellt, daß unter erhöhten Ufemperaturbedingungen und übermäßiger Schmierung, die im"Lauf© des Betriebes auftraten, die Dichtung ihre Steifheit verlor tmd unter dem Schub des blow-by-Druckes die Q?endenz zeigte, sich, in den Boden der Nut hineinzuwölben.

Der-geringe in der fläche der Hut vorgesehene Einbau 2778 widersetzt sich dem Gleit en der Dichtung und vermeidet so den festgestellten Nachteil. V · , .,

Die Ihinlctipnsweise der in iig. 28 gezeigten Hut ist die folgende-: ;.. ■ ^ ^; > -

lot sie der Hut eines Öläbstreifringes zugeordnet, so greift ihr.spitzer Winkel den-Ölfilm während der Abwärtsbewegung des Eolbeiis an und speichert das Öl; während des Aufwärtsganges des ICoIbens;gibt sie dieses öl an den Zylinder aufgrund öler Heilwirkung des Öles, den· die Lippe 2880 erzeugt, aiirückv Ito- übrigen kann sie in Wechsel wirkung mit dem "öl-abstreifrilng treten^ um &&n Augenblick der Öffnung des öl-durciiiassfee*^u verzögern. Beachtet man nämlich, daß die Spitze des öaMujchiaßverlustes, dent der öläbstreifring evakuieren mxQ, sicii iil:_;<%e£ Hähe des oberen (DotpunkteB befindet und daß

tiff MJ ff I^£

ganz im Gegensatz dazu die Masdmaliaenge des abzuziehenden abgestreiften Öles sich viel weiter unten mehr zur Mitte oder zum unteren Bereich des Kolbenweges hin sich befindet, so kann diese mit dem schwimmenden Ölabstreifring kombinierte Nut öl während des Augenblickes der höchsten Gasmenge speichern - erstes Drittel des Hubes - und den ölabstreifring lediglich nach diesem Augenblick zum Schwimmen bringen. Anders ausgedrückt, das Vorhandensein dieser Hut kann einesteils das für die Öl- und Gasmenge notwendige Spiel, das der Ölabstreifring während des Arbeitstaktes zum Gehäuse evakuieren muß, abschwächen, andererseits zum Zylinder das gespeicherte öl rückführen, wenn sie wieder in den durch das Abstreifen getrockneten Teil" des Zylinders hochgeführt wird.

Die Erklärung der Funktionsweise dieser Hut in Zuordnung zur Mut eines Verdichtungsringes wird bezüglich der Funktionsweise des in Fig. 29 dargestellten Kolbens erläutert.

Wird der Gasdurchlaß oder "blow-by" auf einen ziemlich niedrigen Wert begrenzt, so bietet das normale Spiel zwischen Kolben und Zylinder diesem" einen ausreichenden Abzugsweg und der Kolben kann völlig glatt zwischen diesen beiden Ringen sein, wie in Fig. 1 dargestellt.

Wenn dagegen im Hinblick a\if das Altern des Kot or s der Gaszustrom ausreichend ist oder werden kann, um das gute mechanische Verhalten des Schaftes zwischen den beiden Eingen zu stören, so werden die Gasdurchlässe dann durch die Nut 2983» Fig. 29, kanalisiert, die vorteilhaft von der in Fig. 28

■- 55, -

beschriebene Art; seiof kann. Sie trägt so zur !Punktion des Vorat* Streifens lind des vorher beschriebenen Schmierend bezüglich der Bolle eines Sammlers für die Verluste des Verdichtungsringes Bei und der so kanalisierte Gaszustrom wird -über die Kanäle 29S4- "bis zu einer Stelle oberhalb des ülab sti^eif ringes in dem durch die Abschrägung 293j? belassenen Raumes geführt»; ^- - ^: -/ ^T

Die Erläuterung der Fimfetionsweise und Versuche an Anordnungen bestellend aus einem Stäben, einem Verdichtungsring und einem ölabstreifring nach der Erfindung zeigen^ daß diese Anordnungenäedem ihrer beiden den Buten zugeordneten Ringe durch bestimmte positivtiiirkertde Kittel in -jedem: Augenblick eines V Viertaktzyklus genau, vorbestimiat e Rollen zuweis en, die tröllig reproduzierbar sindj dies ist eine logische iCönseguenz des Zwangscharakters der -rertiendeten Mittel. ■--:'.:

Es folgt eine Aufsahlung der hieraus resultierenden Vorteile. ,

Wird di e Abäiclittmg eine ε Eölb ens in seinem ZyI inder b eispielsweise an einem Bit einem Es^losionsmotor mit 1.100 con versehenen Fahrzeug gesteigert₄ soergeben sich fOlgende Vergle ichswert et .;"".-;'.-- ^:_

- .: ilbliche Eolben-· Erf indunn S^; emäß e Unter-ν {KQlben)ring- Eolben- CEolben)- schiede

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Diese starke Steigerung der Abdichtung des Kolbens in seinem Zylinder sorgt einesteils für eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades des Arbeitszyklus durch Verminderung oder !Fortfall der Brenngasverluste, die aus der Explosionskammer in das Kurbelgehäuse übertreten, andererseits für eine Venain-

s- ' Ί:-

derung der Luftverschmutzung der in der Stadt laufenden Kraftfahrzeuge, durch eine Verbesserung der Verbrennung bei sehr niedriger Last; insbesondere im Langsamlauf ist die Verbrennung wesentlich regelmäßiger. In diesen Drehzahlbereichen stellt man nämlich oft Fehlzündungen fest, weil die im Augenblick der Zündung erreichten Drücke nur gering sind und aufgrund der Dichtungstoleranzen auf V/er te, die den Flammpunkt nicht mein? erreichen lassen, fallen. Die hohe Abdichtung des Verdichtungsringes regelt dagegen die Drücke und vermindert so den Anteil der nicht-verbrannt en in den Abgasen vorhandenen Bestandteile.

Neuere Untersuchungen haben dariiberhinnus die schädliche Wirkung ~dner Rückführung der Gase aus dem Kurbelgehäuse auf das Verhalten der Vergaserregelungen und die Qualität, der Schmieröle gezeigt.

Die Verminderung dex" rückgeführteii Gase vermindert diese Nachteile noch weiter. Mit steigender Erfahrung bei Anwendung dex" erfindungscemäßen Ilaßnahmen wird man noch weit ex*e Fortschritte erreichen, die .diese-Verminderung noch weitex^ treiben. Es handelt sich hier um einen völlig neuen Weg zur.i Schütze der mechanischen Teile und dex· Schmiex'öle von Verbx^ennungsmotoren gegen die schädlichen Auswirkungen beim Durchlaß von Gasen.

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Diese Steigerung des erhaltenen Druckes -"führt bei gleichem Füllungsgrad im übrigen dazu, die günstigen Zündbedingungen noch zu steigern und aus diesem Grund erheblich den Kaltstart von Motoren zu erleichtern.

Es kann noch darauf hingewiesen werden, daß die Verminderung des G-asdurchlasses zwischen Kolben und Zylinder in äußerst wirksamer Weise die Ringe gegen Verschmutzungen schützt. .

Im übrigen wird erfindungsgemäß ein neuer Schmierzyklus des Kolbens, insbesondere oben im Zylinder erstellt. Da nämlich aufgrund der Tatsache, daß das öl, das dem Abstreifen entgeht und auf den oberen Wänden im Zylinder verbleibt, zum Teil um den. Verdichtungsring lauf t und dann zum Kurbelgehäuse wahrend der Abwärtsbewegung durch Einwirkung des ölabstreifringes und seines weit geöffneten Spieles in der-Hut rückgeführt wird, kann man mehr öl zur Ölabstreifregelung durchtreten lassen als bei üblichen Systemen, die schlecht oder · überhaupt nicht rezyklieren, ohne daß darum hiervon mehr verbraucht würde.. Darüberhinaus ist das Öl, das die Zylinder oben schmiert, nicht ein isoliertes dem Abbau eines nichterneuerten und verbrannten Öles ausgesetztes öl mehr, vielmehr erneuert es sich und behält eine Qualität gleich der des Öleg im Kurbelgehäuse. Dieser neue Schmierzyklus oben im Zylinder weist darüberhinaus den Vorteil auf, daß, unter Beibehaltung eines ausgezeichneten mechanischen Zustandes der in Srage kommenden Elemente, nämlich Zylinder, Kolben und (Kolben)ringe eine ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit im Ölverbrauch gezeitigt wird.

Der !Tortfall eines Ringes sowie die Herstellung der mechanischen Auflagerfläche über die gesamte Höhe des Korbens, ermöglichen es, die Gesamthöhe des Kolbens au vermindern. Einerseits kann sein Kopf um die Höhe des Hinges und des zylindrischen (Öl)ringes, die fortgefallen sind, vermindert werden. Beispielsweise,macht für Kraftfahrzeugmotoren diese Verminderung in der Höhe etwa 5 ^i-^s 10 mm aus. Andererseits erlaubt die Hochverlegung des reibenden Seiles des Schaftes bis zum Kopf des Zylinders außer dem bereits erwähnten besseren mechanischen Verhaltens des Kolbens im Zylinder bei gleicher Reibfläche zwischen Zylinder und Kolben ebenfalls durch Verkürzung, ausgehend von unten, die Höhe des Kolbenschaftes zu verkürzen.

Jede dieser Verminderungen in der Höhe des Kolbens, werden sie nun insgesamt oder getrennt vorgenommen, erlaubt eine wirtschaftlichere Ausnützung der in Frage lcouiuenden Höhe, nicht nur des Kolbens,. sondern auch des Motors. Bei gleichen Zylinderinhalb kann also eine Quer scheibe im Hotmr in der Größenordnung von 5 bis. 15 nim bei Kraftfahrzeugen eingoriart werden. Hieraus wieder folgt ein leichteres Gewicht der beweglichen hin- und her gellenden Organe, was für das leistungsverhalten günstig ist, eine Gewichteinsparung des Motors und eine verbesserte Lagerungsmöglichkeit sowie eine beachtliche Kosteneinsparung.

Der überdruck eines Hinge9., die Verminderung der Spannung am Ölabstreifring, wie sie in der Beschreibung -erläutert xfurden, tragen dazu bei, die Reibungen der Eingausbildiuigen gegenüber dem Zylinder zu vermindern; die Ergebnisse führen

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somit zu einer LeistungsverbessBrung und zu einer Verminderung im Verschleiß.

Die Kolben- (EoIb en) ringänordnungen weisen darüberhinaus den Vorteil auf, daß sie sich, gut aufgrund unterschiedlichster Kegel einrichtungen dazu eignen, jeden der Parameter zu •verwirklichen, die es erlauben, eine Anpassung an die besonderen Anforderungen an jeden Motor vorzunehmen. So erlauben es Hinge und Hut en der in Fig. 8 dargestellten Art für den Verdichtungsi'ing und seine Hut oder nach 3?ig. 6 für den Ölabstreifring und seine Hut durch Verschiebung dei· Durchdringung zwischen den Teilen der Flachen der Hut en parallel zum King und den 'Heilen der leicht geöffneten Flächen der Hüten die für die Drücke gextfünschte Wirkung zwischen jeder benachbarten U¹IaCIiO von Hing und Hut zu modifizieren. Die Ilodifizieruiifj der" Öffnungen zwischen benachbarten Flächen und gegebenenfalls au "Eintritt in die Hut die Iiinzufügung von Abschra gingen oder Abrundungen, die mehr oder weniger stark sein können, iiodifisieren die Geschwindigkeit,- rait der die gevrüncelite ⁿ.«^Tirläoig der- DröcZie"an den Fläclien und das jeAxeilige ßpiel de.o Clabstreiiringes in der ITut'öie Druckhölien um diese Flächen herum modifiziert.

Die verschiedenen Parameter, die die Verhaltensweise der kolben viiiö lolbenränganorcüiiuicen, fite diese insbesondere die· Drücke r.wisehen swei liingen, steuern, der hydraulische Dme¹ unter dem Clabßtreifriiig und der Druck des Ölabs tr eif rl ng et; auf den. Zylinder können so den, verschiedenen Charakteristiken jedes llotors, insbesondere an seinen Hub,

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IDU IJÖÖ

seinen Füllungsgrad, seinen Drehzahlbereich und sein Ladung sverhältnis angepaßt werden. Beim ölabstreifring schließlich erlaubt es die Wirkung auf das Spiel des Ringes in seiner Nut, auf die Oberfläche der Abschnitte jeder seiner Flächen, der'"der Wirkung des Druckes ausgesetzt ist und auf die Aussparungen und Abschnitte, an denen das Druckmittel Zugang zu den Oberflächen des Ringes hat, die geringste Spannung des Ringes festzulegen, die über der der Druckmittel, Gas oder öl liegen kann, die sich in den verschiedenen Augenblicken des Arbeitszyklus auf der einen oder anderen dieser Flächen einstellen können; dieses Verfahren führt dazti, die Spannungen der Öl ab streif ringe auf ein Hinimum zurückzuführen und damit-den Verschleiß von Ringen und Zylindern und Leistungsverlusten durch Reibung zu reduzieren.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß durch diese'-Erfindung ein Potential völlig neuartiger Möglichkeiten für heutige Verbrennungsmotoren geschaffen werden kann, indem einesteils ihr Gewicht, ihr Platsbedarf, ihre Kosten, der nechanißclie Verschleiß sowie ihr Anteil an der Luftverschmutzung herabgesetzt werden können, andererseits ihr Leistungsver halten, sowie ihre Laufbedingungen und ihre Stabilität in Betrieb verbessert werden können.

Die Erfindung wurde insbesondere an Kolben- (Kolben)rincanordnungen mit nur awei Ringen beschrieben, einem Verdiclitungsring und einem ölabstreifring. Die Erfindung läßt sich aber natürlich ebenfalls auf Kolben- (Kolben)ringe anwenden, die eine größere Anzahl von Ringen aufweisen, insbesondere auf

_ΒΛΤ> 009844/13B1- ■

I UU IJQO

Kolben- (KoIben)ringanordnungen mit wenigstens einer Zuordnung, von Kolben- (KoIben)ring-Nut nach der Erfindung und wenigstens einer Zuordnung einer üblichen Hut eines Kolbenringes.

-Pa t ent an sprü cn e-

im

INSPECTED

Claims

Patentansprüche

1. Aus einem Kolben und Verdichtunga- und Olabstreif-Kolbenringen bestehende Anordnimg für Verbrennungemotoren alt einem Kolben, der in einem Zylinder angeordnet ist, der mit seinem Kopf und dem Kolben eine Verbrennungskammer abgrenzt, wobei Verdichtungsring- und ölabstreif ring-Nuten in dem Kolben und Ringe in den Nuten vorhanden sind, deren radial äußere Position nur durch ihren Kontakt mit dem Zylinder begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein wirkungsvolles Abdichtungemittel zwischen wenigstens einem Ring und einer benachbarten Fläche seiner Hat vor» gesehen ist, indem eine Abdichtungsverbindung zwischen die Flächen eingesetzt ist, wobei die Abdichtungsverbindung

M einer variablen Abdichtungskraft proportional den auf den Ring einwirkenden Fluiddrucken . unterworfen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungeverbindung radiale Einschnitte umfaßt, die sich abwechselnd von der inneren und Süßeren Peripherie der Abdichtungsverbindung erstrecken, und daß die Einschnitte eich weniger weit als die volle radiale Breite der Abdiohtungeverbindung erstrecken.

3· Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Abdichtungeverbindung benachbarte Nutfläche eine Kreisumfangs-Stufe aufweist und daß

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die Abdichtungsverbindung außerhalb der Stufe gelegen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtung omit t el wenigstens an einer Fläche 2sumindest eines Paares benachbarter Kolbenring» und -Nutflachen anhaftet.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Abdiehtungsmittel Abdichtungsmaterial umfaßt, das wenigstens an einer benachbarten Oberfläche des Ringspaltes anhaftet· -

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5* dadurch gekennzeichnet^ daß das Abdichtungsmittel eine Abdichtungsverbindung mit Trnpezqiieraehnitt bildet .und daß die 'benachbarten Flächen der Abdichtungsverbindung und der But zu der Zylinderwandung geneigt sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtungsmittel

ein Material umfaßt, das widerstandsfähig ist gegen Kohlengegen wasserstoff, gegen den Verbrennungevorgang,/die Temperatur,

gegen Reibung, Quetschen, Pressen bzw. Fließen und Altern.

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8. Anordnung nach Anspruch. 7t dadurch gekennzeichnet, daß das AbdichtungsoLittel Pluorkohlensto ff-Polymerisate sowie Polytetrafluorethylen umfaßt.

9· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenaußenwandung, die an die mit der Abdichtungsverbindung benachbarte Hut» fläche angrenzt, einen Kreisumfangs-Stützflansch umfaßt, der sich in den Spielraum zwischen der Kolbenwandung und der Zylinderwandung erstreckt, und daß die benachbarten Nutflächen sich schwer über den Flansch zur Lagerung der Abdichtungsverbindung erstreckt·

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche eines Verdichtungsringes eine Oberfläche mit Botationssymmetrie um die Kolbenachse aufweist, und daß die Oberfläche besondere geeignet zur Rückführung von Oberzylinder-Ol geeignet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lagernde mechanische Kontakt des Kolbenmantels mit der Zylinderwandung sich über den Olabstreifkolbenring erstreckt.

12o Anordnung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Kolben und Ringen bestehende Einheit eine Verdichtungeringnut und einen

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-h -

Verdichtungsring sowie eine ölabstreifringnut und einen ölabstreifring umfaßt und daß sie eine wesentlich geringere Kolbenhöhe vom Hantel bis zum Kopf aufweist als eine aus einem Hehrfach-Verdichtungsring-Kolben und -Ringen bestehende Einheit·

13· Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der lagernde mechanische Kontakt eine wesentlich kürzere Kolbenmantelllänge zuläßt als eine konventionelle, aus Kolben und Ringen aufgebaute Einheit.

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Abdichtungsverbindung umfangsmäßig die Zylinderwandung berührt·

15. Kolbenanordnung zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch einen Kolben mit einem dem Verbrennungsdruck ausgesetzten Ende, eine Kolbenwandung mit einer Verdichtungsringnut angrenzend an das Ende und einer ölabstreifringnut mehr abgelegen von diesem Ende, einen Verdichtungsring und einem Ölabstreifring in den jewel : ligen Buten sowie ein Abdichtungemittel, das einen auf eine Flache eines Ringes wirkenden Fluiddruck am Zugang zu der gegenüberliegenden Fläche des gleichen Ringes hindert.

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-k-

16. Anordnung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet» daß die Kolbenwandung eine KreieumfangB-Sptil- bzw· -Abführnut angrenzend an eine Bingnut und mehr abgelegen von der Brennkammer als die Bingnut aufweist.

17· Anordnung nach Anspruch 11 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenwandung axial gerichtete Buten aufweist, die in Verbindung mit der Spülnut und den Olringnuten steht«

18. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kolben und Ringen bestehende Einheit nur eine Verdichtungsringnut und einen Ring in der Nut aufweist, wobei das Abdichtungsmittel zwischen wenigstens ein benachbartes Paar von Flächen des Verdichtungsringe β im& der Nut eingesetzt ist.

19. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn et, daß sie eine Zugangseinrichtung für einen Zugang von zwischen Kolben und Zylinder bestehenden Druck zwischen wenigstens einen wesentlichen !Teil der benachbarten Flächen auf der Verbrennungskammerseite wenigstens eines Kolbenringes und seiner Nut aufweist.

20. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn'seich -n et, daß sie eine Zugangseinrichtung für den Zugang von in dem Spielraum zwischen Kolben und Zylinder bestehendem

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Druck zwischen wenigstens einen wesentlichen Teil der benachbarten Flächen auf der Kurbelgehauseseite von zu« mindest einem Kolbenring und dessen Nut aufweist.

21. Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Zugangseinrichtung durch eine öffnung der benachbarten Kolbenring- und -Rutflächen zu der Außenseite des Kolbens vorgesehen ist«

22* Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, 'dadurch gekennzeichnet, daß die Zugangseinrichtung durch eine relativ rauhe Oberfläche wenigstens einer der benachbarten nähexungsweise parallelen Kolbenring- und -Hutflächen vorgesehen ist«

23· Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen benachbarten Kolbenring- und -Nutflachen vorgesehene Öffnung obligatorisch sehr klein ist, so daß die Abstützung der Kolbenring- und -Ifutflächen unter der Wirkung von während des Betriebs getragenen Kräften innerhalb der Elastizitätsgrenzen der Kolbenringflächen realisiert ist und geringer als die maximale elastische Verformungsfähigkeit des Kolbenringes ist.

24. Anordnung nach den Ansprüchen 19 bis 23, dadurch g e k e η n-'zeichnet, daß wenigstens eine Fläche der Nut eine Kreisumfangs-Aussparung aufweist, die sich radial nach außen

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von dem Hutboden bis über den inneren Umfang des Ringes erstreckt.

25· Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtungekontakt zwischen benachbarten Kolbenringen- und -Nutflächen auf einem Teil der Kolbenringfläche angrenzend an die innere Grenze des Kolbenringes gewährleistet ist.

26. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtungskontakt auf wenigstens einem Paar von den nicht arbeitenden Flächen der benachbarten Kolbenring- und-Hutflächen gelegen und eine normale Abdicating ist·

27· Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtungekontakt auf wenigstens einem Paar der arbeitenden Flächen der benachbarten Kolbenring- und -Nutflächen gelegen und eine undurchlässige Abdichtung ist.

28· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nutbodenverbindung bzw. -dichtung zwischen die Innenfläche eines Verdichtungeringes und den Boden der Verdichtungsringnut eingesetzt ist.

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29· Anordnung nach Anspruch. 28, dadurch g e k en η zeichnet, daß die Bodendichtung ein Material umfaßt, welches widerstandsfähig gegen Kohlenwasserstoff» gegen den Verbrennungevorgang, gegen Temperatur und Altern ißt.

30· Anordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodendichtung ein fluoriertes Elastomeres umfaßt·

31· Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodendichtung ein elastisches Material umfaßt, das beim Einbau vorgespannt ist, zur Gewährleistung eines Badialdruckes gegen die Innenfläche des Verdichtungen ringes·

32. Anordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 31» dadurch gekennzeichnet, daß die Bodendichtung im wesentlichen kreisförmig im Querschnitt ist.

33· Anordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 31» dadurch gekennzeichnet, daß die Bodendichtung vier Lappen im Querschnitt umfaßt.

· Anordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 31* dadurch gekennz e lehne t, daß die Bodendichtung viereckig im Querschnitt ist·

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35· Anordnung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodendichtung expansionsausgleichend· Blasen umfaßt, die innerhalb des elastischen Abdichtungs-Bjaterials verteilt sind·

36· Anordnung nach einem der Ansprüche 19 hie 27» dadurch gekennzeichnet, daß sie Ölüberdruck-Durchgänge umfaßt, die sich einwärts von der Kolbenvandung auf der Kurbelgehäusenseite des ölabstreifringes und der Nut erstrecken und Verbindung mit den Kolbeninnenraum haben, daß der Ölabstreifring von fester Hohe ist, daß der axiale Spielraum des Olabatreifringes in der Hut genügend 7IuIdströmung zuläßt zur !Begrenzung des maximalen iluiddrucks in dem Spielraum zwischen der Kolbenwandung und der Zylinderwandung auf der Verbrennungskammerseite unter dem Kontaktdruck des ölabstreifringes gegen die Zylinderwandung und daß der axiale Spielraum begrenzt ist zur Aufrechterhaltung des minimalen Drucke in dem Spielraum zwischen der Kolbenwandung ν,ηΛ der %y3.1 mfl *?Twy 7yU*T*g auf der seite Über dem dynamischen Druck in dem Hutboden.

37· Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der ölabstreifrlngnut auf der Kurbelgehäusenseite kreisri ngfSrmig kontinuierlich ist, daß der Ölabstreifring von fester Hohe ist, daß der axiale Spielraum des Abstreifrings in der Hut

0 0 0 8 4 Λ/ !331

genügend Fluldstrommg zuläßt zur Begrenzung des maximalen Fluiddruckes in dem Spielraum zwischen der Kolbenwandung und Zylinderwandung auf jeder Seite des Olabstreifringes unter dem Eontaktdruck des Olabstreifringes gegen die Zylinderwandung und daß der axiale Spielraum begrenzt ist zur Aufrechterhaltung des minimalen Drucks in dem Spielraum zwischen der Kolbenwandung und Zylinderwandung auf der Verbrennungskammerseite über dem dynamischen Druck des Fluids in dem Hutboden.

38. Anordnung nach einem der Ansprüche 1$ bis 2?» dadurch* gekennzeichnet, daß ein ölabstreifkolbenring variabler Höhe als Merkmaldiskontinuitäten auf wenigsten« einer Fläche benachbart zu einer Nutfläche und angrenzend zur Außenfläche des Olabstreifringes aufweist.

39· Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 27« dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß sie einen Ölabstreifring mit variabler Höhe umfaßt und daß dieser Ölabstreifring als Merkmal Oberflächen-Diskontinuitäten auf wenigstens einer Hut fläche angrenzend an die Kolbenwandung und benachbart zu einer Fläche dee ölabetrelfringes aufweist.

40. Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, 38 oder dadurch gekennzeichnet, daß sie ölüberdruckdurchgänge aufweist, die sich einwärts Von der Kolbenwandung

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auf der Kurbelgehäusenseite des Olabstreifringes und der Nut erstrecken und Verbindung mit dem Kolbeninnenraum haben, daß eich in der ölabstreifringnut ein ölabstreifring variabler Hohe befindet, wodurch der maximale axiale Spielraum des ölabstreifringes in der Nut genügend FluidstVömung zuläßt zur Begrenzung des maximalen Fluiddruckes in dem Spielraum zwischen der Kolbenwandung und der Zylinderwandung auf der Verbrennungskammeroeite unter den Kontaktdruck des ölabstreifringes gegen dei Zylinderwandung, so daß der Druck des durch den axialen Spielraum strömenden Fluids der Äusdehnungskraft des ölabstreifringes mit variabler Hohe zur Bestimmung des alinien Spielraumes entgegenwirkt und so daß der axiale Spielraum begrenzt ist zur Aufrechterhaltung des minimalen Druckes in dem Spielraum zwischen der Kolbenwandung und der Zylinderwandung auf der Verbrennungskammerseite über dem dynamischen Druck des Fluids in dem Hutboden.

41, Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 27» 38 oder 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Olabstreifringnut auf der Kurbelgehäuseneeite kreisumfangemäßig kontinuierlich ist, daß der Ölabstreifring von variabler Höhe ist und daß der maximale axiale Spielraum des Olabstreifringes in der But genügend ?luidstr3mung suläßt sur Begrenzung des maximalen Fluiddruck* in dem Spielraum zwischen der Kolbenwandung und der Zylinderwandtmg

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auf beiden Seiten, des Olafe streif ringes unter den Kontaktdruck des ölabstreifringes gegen die Zylinderwandung, so daß der Druck des durch den axialen Spielraum stromenden Fluide der Ausdehnungskraft des ölabstreif ringes mit variabler Höhe zur Bestimmung des axialen Spielraums entgegenwirkt und bo daß der axiale Spielraum begrenzt ist zur Aufrechterhaltung des minimalen Drucks in dem Spielraum zwischen der Kolbenwandung und der Zylinderwandung auf der Verbrennungakammereeite über dem dynamischen Druck des Fluids in den Hutboden·

42· Anordnung nach einem der Ansprüche 36 bis 41, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Kontaktdruck dee Olabstreifringes gegen die Zylinderwandung geringfügig größer als der minimale Fluiddruck in dem Spielraum zwischen der Kolbenwandung und der Zylinderwandung auf der Kurbel» gehäusenseite des Olabstreifringes ist, der erforderlich isty

■ ν-» .
die der Clabstreifring-Verbrennungekammerseite benachbarten Hing- und -leitflächen in dichtendem Kontakt während des letzten Teils des Kolbenabwärtshubes zu halten.

43· Anordnung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, oder 36 his 42_f dadurch g e k e nnzeichnet, daß die Schnittlinie von wenigstens einer der Ölabstreifringnutflächen 'mit der Kolbenwandung zur Verbesserung der Fluidetirouning ausgebildet ist*

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44. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch- gekennzeichn fr t_t daß sie Ol-Mundöffnungen umfaßt, die sich einwärts ▼on dem Ölabetreifrinß-Hutboden erstrecken, die in Verbindung mit dem Kolben-Innenhohlraum stehen und daß die Wandungen der Mundöffnungen angrenzend an die Hutfläche auf der Verbrennungakammerseite sich zu der Verbrennungekammer hin von der Nutoberflache eu dem Kolbeninneren neigen·

45. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß sie Öl-Kundöffnungen aufweist» die sieh einwärts von dem Olabstreifring-Ifutboden erstrecken und Verbindung -mit den Kolben-Innenhohlraum haben, und daß sie eine Wandung in dem Ιτϊρ,^^γΦΐTtt^w aufweist» die einwärts und gegen die Verbrennungskammer gerichtet ist« wodurch die Gl-Mundöffnungen in den Tnn^rfrftTi^yanw» näher zu der Verbrennung s— kammer als wenigstens ein Teil der Innenwandung übergehen,

46· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß sie Öl-Hundöffnungen umfaßt» die sich einwärts von dem Olabetrei⁷fring-Sutboden erstrecken und Verbindung mit dem Kolben—Tp·"**^"^! i**wffli haben« wodurch die wandungen der Mundöffnungen auf der Brennkammerseite in den Hohlraum mit einem geringeren radialen Abstand -von der Kolbenachse als die Wandungen der Mundöffnungen auf der Kurbeigehausenseite übergehen ·

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