DE1601388C3 - Dichtungsanordnung für einen Kolben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Dichtungsanordnung für einen Kolben einer Brennkraftmaschine

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DE1601388C3
DE1601388C3 DE1601388A DE1601388A DE1601388C3 DE 1601388 C3 DE1601388 C3 DE 1601388C3 DE 1601388 A DE1601388 A DE 1601388A DE 1601388 A DE1601388 A DE 1601388A DE 1601388 C3 DE1601388 C3 DE 1601388C3
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Description

3 4
Ölabstreifring eines Kolbens einer Brennkraft- mit Füllstoffen, wie Glas, Bronze, Glas und Graphit
maschine, auch wenn der Dichtungsring anstatt aus oder Glas und Molybdändisulfid.
Polyamid aus Metall bestehen sollte, ungeeignet, da Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
der Kolbenring auf Grund seiner L-Form und seiner weist der Dichtungsring über seinen Umfang verteilt
doppelten Abstützung gegen den Zylinder und den 5 radiale Schlitze auf, die in dem Ring enden. Dadurch
Kolben, welche untereinander Spiel haben, Kipp- kann der Dichtungsring ohne weiteres beim Ein-
bewegungen ausführt. setzen in die Ringnut kurzzeitig radial auseinander-
Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 2 621 092 gezogen und in der Ringnut wieder zusammengefügt
ein Kolben für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei werden, ohne daß seine Ringform verändert oder er
dem ein flexibler, beispielsweise aus nicht oxydieren- io unter eine Vorspannung gesetzt wird,
dem Stahl bestehender Dichtring oberhalb des Korn- Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeich-
pressionsringes angeordnet ist. Dieser Dichtungsring net sich dadurch aus, daß die Schlitze wechselweise
ist an seinem radial inneren Ende umgebogen und zum Innenumfang und zum Außenumfang des Rin-
wird durch ein Halteelement so fixiert, daß er mit der ges hin offen sind und daß die Schlitze mit gleichem
Zylinderwandung nicht in Berührung kommt. Eine 15 Abstand voneinander angeordnet sind,
wesentliche Reduzierung des »blow-by« ist mit einer Zweckmäßigerweise sind die Schlitze paarweise
derartigen Anordnung nicht möglich. mit gleichem Abstand angeordnet, wobei jedes
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtungs- Schlitzpaar einen zum Innenumfang und einen zum
anordnung der eingangs genannten Art so auszubil-. Außenumfang des Ringes hin offenen Schlitz auf-
den, daß eine optimale Abdichtung zwischen dem 20 weist.
Kolbenring, den Nutflanken und dem Zylinder gegen Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein unerwünschtes Hindurchtreten des abzudichten- ist die dem Dichtungsring gegenüberliegende Nutden Fluids auf einfache Weise und insbesondere auch flanke derart geneigt, daß sie mit der benachbarten nach einem längeren Betrieb der Brennkraftmaschine Flanke des Kolbenringes einen sich zur Zylindergewährleistet ist. 25 wand hin erweiternden Öffnungswinkel bildet, der
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch bei einem Kompressionsring einen Bruchteil eines
gelöst, daß der als Dichtungsring eingesetzte flache Grades und bei einem Ölabstreifring einige Grade
Ring aus einem plastischen Material besteht und der beträgt.
Außendurchmesser des in radialer Richtung span- Hierdurch wird bei einem Kompressionsring der
nungsfreien flachen Ringes im wesentlichen gleich 30 Vorteil erzielt, daß zu Beginn des Arbeitstaktes der
dem Innendurchmesser des Zylinders ist und daß in Explosionsdruck selbst dann, wenn der Kompres-
dem Berührungsbereich zwischen dem Außenumfang sionsring an der oberen Nutflanke anliegen sollte,
des Dichtungsringes und der Zylinderwandung keine auf dessen gesamte obere Fläche einwirken und da-
Kontinuitätsunterbrechung vorhanden ist. mit den Kompressionsring zusammen mit dem Dich-
Ein durch diese Maßnahmen erzielter wesentlicher 35 tungsring gegen die untere Nutflanke drücken kann. Vorteil besteht darin, daß bedingt durch die Plasti- Bei einem Ölabstreifring beträgt dieser Öffnungszität des Dichtungsringes zwischen diesem Dichtungs- winkel einige Grad und hat den Vorteil, daß der im ring und der jeweiligen Nutflanke auf Grund des Vergleich zum Explosionsdruck wesentlich geringere herrschenden Anpreßdruckes eine optimale Abdich- Restdruck in dem vom Kompressionsring und Öltung erhalten wird, und zwar auch dann, wenn nach 40 abstreifring begrenzten Ringraum an der gesamten einem längeren Betrieb gegebenenfalls eine gewisse inneren Fläche des Ölabstreifringes bzw. der Ring-Verunreinigung der zusammenwirkenden Flächen er- dichtung einwirken und diesen mit der Ringdichtung folgt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist darin zu von der oberen Nutflanke wegdrücken kann, so daß sehen, daß der Dichtungsring zwar mit seinem die in den Ringraum eintretenden Restgase durch die Außenumfang ohne Kontinuitätsunterbrechung an 45 Ölabführöffnungen im Boden der Ringnut des Older Zylinderwand anliegt, jedoch als plastischer Ring abstreifringes austreten können,
gegen die Zylinderwand nicht vorgespannt ist. Da- Die Erfindung wird im folgenden an Hand der durch unterstützt der Dichtring den Kolbenring hin- Zeichnung beispielsweise beschrieben. In der Zeichsichtlich der Abdichtwirkung und wird jedoch nung zeigt
andererseits an seinem Außenumfang praktisch nicht 50 F i g. 1 eine schematische und teilweise geschnitten
abgenutzt. gezeigte Teilansicht eines in einen Zylinder einge-
Vorzugsweise sind der Kolbenring und der plasti- setzten Kolbens mit einem Kompressions- und einem
sehe Dichtungsring im verbleibenden Nutraum axial Dichtungsring,
frei beweglich angeordnet. F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung
Vorteilhafterweise ist der Dichtungsring auf der 55 einer Zylinder-Kolben-Anordnung, bei der die Nut
zum Ölabstreifring hin gewendeten Seite des Korn- zur Aufnahme des Kompressions- und Dichtungs-
pressionsringes angeordnet. Dadurch wird der Vor- ringes geneigte Flanken aufweist, und die
teil erreicht, daß während des Arbeitstaktes das Vor- F i g. 3 und 4 schematische Teildarstellungen von
beiblasen der Verbrennungsgase zwischen dem Korn- Ausführungsformen des Dichtungsringes in Drauf-
pressionsring und den Nutflanken auf ein Minimum 60 sieht,
herabgedrückt wird. Nach der schematischen Darstellung in F i g. 1 ist
Vorzugsweise besteht der Dichtungsring überwie- ein Kolben 1 in üblicher Weise in einem Zylinder 2 gend aus plastischem Kupfer. Plastisches Kupfer er- angeordnet. In einer Ringnut 3 des Kolbens 1 befinfordert im Gegensatz zu federhartem Kupfer keine den sich ein Kolbenring 4 sowie ein Dichtungsring 5, Präzisionsbearbeitung der Dichtungsflächen, um eine 65 wobei die gemeinsame axiale Höhe von Kolbeneinwandfreie Abdichtung zu gewährleisten. Bei einer ring 4 und Dichtungsring 5 geringer ist als die axiale vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung Höhe der Ringnut 3. Aus diesem Grunde sind der besteht der Dichtungsring überwiegend aus Teflon Kolbenring und der Dichtungsring im verbleibenden
Nutraum axial frei beweglich, d. h., sie stehen nicht unter Federvorspannung und können sich zwischen den Nutflanken 7 und 8 entsprechend den angreifenden Kräften hin und her bewegen.
Der Dichtungsring S besteht aus einem plastischen Material, und sein Außendurchmesser ist im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders 2, so daß er an der Zylinderwandung 6 in gleicher Weise wie der Kolbenring 4 anliegt. Wesentlich ist, daß der plastische Dichtungsring 5 in radialer Richtung spannungsfrei ist.
Die Nutflanken 7 und 8 verlaufen bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 zueinander im wesentlichen parallel.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Dichtungsanordnung unterscheidet sich von der Ausführungsform nach F i g. 1 dadurch, daß die dem Dichtungsring 5 gegenüberliegende Nutflanke 10 derart geneigt ist, daß sie mit der benachbarten Flanke des Kolbenringes 4 einen sich zur Zylinderwand hin erweiternden Öffnungswinkel κ bildet, der einen Bruchteil eines Grades im Falle eines Kompressionsringes und einige Grade im Falle eines Ölabstreifringes beträgt. Die dem Dichtungsring 5 benachbarte Nutflanke 9 kann in entsprechendem Sinne schwach geneigt sein, wobei diese Neigung jedoch so gewählt ist, daß der Dichtungsring 5 während des Betriebs auf Grund seiner Plastizität an dieser Nutflanke 9 voll zur Anlage kommt. Die Verwendung eines Öffnungswinkels κ hat den Vorteil, daß während des Arbeitstaktes der volle Gasdruck selbst dann die obere Fläche des Kolbenringes 4 beaufschlagen kann, wenn sich der Kolbenring 4 zu diesem Zeitpunkt in Anlage an der Nutflanke 10 befinden würde.
Für den Dichtungsring eignen sich Metalle wie Kupfer und bestimmte Legierungen und Kunststoffe wie Teflon, gegebenenfalls mit Füllstoffen, deren Beständigkeit gegen Verschleiß, Zusammendrückung, Fließen, Wärme, Öle und Brennstoffe den für einen Einsatz in einem Verbrennungsmotor erforderlichen Bedingungen genügen. Die Dichtungsringe weisen einen Außendurchmesser auf, der in Abhängigkeit von ihren Wärmedehnungseigenschaften bei Betriebstemperatur geringfügig größer als der Innendurchmesser des Zylinders ist, so daß sie ringsum dicht an der Zylinderwand anliegen. Die verwendeten Materialien müssen eine solche Plastizität aufweisen, daß eine Abdichtung zwischen den die Ringdichtung zusammendrückenden Flächen gewährleistet ist. Die axiale Dicke der Ringdichtungen ist gering. Die Dicke einer Ringdichtung aus Teflon mit Füllstoffen aus Bronze liegt beispielsweise im Bereich von 0,5 mm für übliche Durchmesser. Im Falle von Kolben mit einem Durchmesser von 77 mm wurden gute Ergebnisse erzielt. Wenn die Ringdichtung aus Teflon besteht, können als Füllstoffe Glas, Bronze, Graphit und Molybdändisulfid oder Gemische davon verwendet werden, die die mechanischen Eigenschaften und das Wärmeleitvermögen verbessern.
F i g. 3 zeigt einen Dichtungsring 5, der mit sich abwechselnd von innen nach außen und von außen nach innen erstreckenden Schlitzen 11, 12 versehen ist, wobei jedoch diese Schlitze im Dichtungsring enden, d. h. nicht durchgehend sind. Diese Schlitze können regelmäßig und mit gleichem gegenseitigem Abstand über den Umfang des Ringes 5 verteilt sein.
Es ist jedoch auch möglich, jeweils zwei gegenläufige Schlitze paarweise miteinander anzuordnen, wie diese in F i g. 4 dargestellt sind. Bei dieser Ausführungsform ergeben sich zwischen benachbarten Schlitzen 11, 12 jeweils verformbare Zungen 13. Diese Ausgestaltung der plastischen Dichtungsringe 5 ermöglicht ein einfaches Einbringen dieser Ringe in die Kolbennuten.
Das Verhalten der beschriebenen Dichtungsanordnung wird im folgenden an Hand der verschiedenen Takte eines Verbrennungsmotors näher erläutert.
ίο Beim Arbeitstakt greifen nach der Zündung des Brennstoffgemisches von dem Augenblick der Abwärtsbewegung des Kolbens an mehrere Kräfte am Kompressionsring an. Während der ersten Hälfte des Hubes bis zur maximalen Kolbengeschwindigkeit versuchen Trägheitskräfte den Kompressionsring gegen die obere Nutflanke zu drücken, die während des zweiten Teils des Hubes bei abnehmender Kolbengeschwindigkeit versuchen, den Kompressionsring von der oberen Flanke weg auf die untere Flanke zu beschleunigen. Gleichzeitig treten zwischen dem Außenumfang des Kompressionsringes und der Zylinderwand Reibungskräfte auf, die den Kompressionsring gegen die obere Nutflanke zu drücken versuchen. Schließlich versucht der durch die Explosion des Verbrennungsgemisches hervorgerufene Druck, der zwischen der Kolbenaußenfläche und der Zylinderwand hindurchtritt, den Kompressionsring gegen die untere Nutflanke zu drücken.
Da der Druck zwischen der oberen Fläche des Kompressionsringes und der gegenüberliegenden Nutflanke hindurchgreift, und da der zwischen der unteren Fläche des Kompressionsringes und der unteren Nutflanke angeordnete Dichtungsring ein weiteres Hindurchgreifen des Druckes weitgehend verhindert, wird eine instabile Lage des Kompressionsringes in seiner Ringnut verhindert und dieser zu jeder Zeit des Arbeitstaktes gegen die untere Nutflanke gedrückt. Dadurch wird das Vorbeiblasen (»blow-by«) der Verbrennungsgase an dem Kompressionsring zwischen diesem und den Ringnutflächen vorbei verhindert und der von der Explosion herrührende Druck optimal zur Beschleunigung des Kolbens ausgenutzt. Weiterhin wird das Eintreten der heißen Gase in den Ringbereich zwischen Kompressionsring und Ölabstreifring verhindert, so daß das sich in dieser Zone befindende Öl nicht den heißen Gasen ausgesetzt ist. Der Kompressionsring wirkt somit in Verbindung mit dem untergelegten Dichtungsring als Klappenventil, das unmittelbar nach der Explosion des Verbrennungsgemisches den Durchgang zwischen Kolben und Zylinder sehr dicht macht.
In der gleichen Weise wird der Kompressionsring sowohl während des Kompressionstaktes als auch während des Ausstoßtaktes mit dem untergelegten Dichtungsring gegen die untere Nutflanke gedrückt "und sorgt so in Verbindung mit dem Dichtungsring für eine optimale Abdichtung des Kompressionsraumes bzw. Ausstoßraumes.
Wenn durch das Unterlegen eines Dichtungsringes unter den Kompressionsring das ölpumpen durch den Kompressionsring in unzulässiger Weise erhöht wird, kann, um dies zu verringern, über dem Ölabstreifring zwischen diesem und der gegenüberliegenden Nutflanke ein zweiter Dichtungsring angeordnet werden.
Während des Arbeitstaktes greifen am Ölabstreifring in ähnlicher Weise wie beim Kompressionsring
Reibungskräfte und Trägheitskräfte an. Zusätzlich greift an den Ölabstreifring von unten eine von dem dynamischen Öldruck hervorgerufene Kraft und an der Oberseite des Ölabstreifringes eine Kraft an, die durch ein restliches geringes Vorbeiblasen von Verbrennungsgasen am Kompressionsring vorbei hervorgerufen wird, jedoch wesentlich geringer als die durch den Explosionsdruck auf den Kompressionsring ausgeübte Kraft ist.
Da die restlichen am Kompressionsring vorbeigeblasenen Verbrennungsgase durch die im Boden der Ringnut des Ölabstreifringes vorgesehenen Öffnungen in den Innenraum des Kolbens abgeführt werden müssen, darf der Ölabstreifring während des Arbeitstaktes an seiner oberen Nut nicht dicht anliegen. Dies wird durch einen Öffnungswinkel zwischen der oberen Fläche der gegenüberliegenden oberen Nutflanke sicher verhindert, der eine solche Größe aufweist, daß der in dem Ringraum zwischen Kompressionsring und Ölabstreifring herrschende Restdruck auf eine möglichst große Oberfläche des Dichtungsringes und somit möglichst große Oberfläche des Ölabstreifringes wirkt. Dadurch wird der Ölabstreifring während des Arbeitstaktes in einer indifferenten Lage in seiner Ringnut gehalten, und die Restgase in dem Ringraum können an dem Ölabstreifring vorbei austreten.
Während des Ansaugtaktes, wenn der Kompressionsring durch den im Arbeitsraum des Zylinders herrschenden Unterdruck gegen seine obere Nutflanke gezogen wird und keine Abdichtung zwischen dem Kompressionsring und seiner oberen Nutflanke besteht, greift der Unterdruck an dem Kompressionsring vorbei durch den Zwischenraum bis zu dem Ölabstreifring und unterstützt ein dichtes Andrücken des auf dem Ölabstreifring liegenden Dichtungsringes gegen die obere Nutflanke durch den Ölabstreifring auch während der zweiten Hälfte des Ansaugtaktes, wenn Trägheitskräfte versuchen, den Ölabstreifring von der oberen Nutflanke abzuheben. Dadurch wird ein Ansaugen von Öl durch den Zwischenraum zwischen ölabstreifring und Kompressionsring und an dem Kompressionsring vorbei in den Arbeitsraum wirksam verhindert.
Wenn die Nutflanken und die zu ihnen gewendeten Flächen des Kompressionsringes und Ölabstreifringes sowie der eingesetzten Dichtungsringe aus Gründen einer einfacheren Herstellung parallel zueinander vorgesehen werden sollen, so muß zwischen dem Kompressionsring und seinem zugeordneten Dichtungsring einerseits und den Ringnutflanken andererseits bzw. zwischen dem Ölabstreifring und seinem Dichtungsring einerseits und seiner Ringnut andererseits ein genügendes Spiel vorhanden sein, so daß beim Kompressionsring der Explosionsdruck und beim Ölabstreifring der oberhalb von diesem herrschende Restdruck auf möglichst große Bereiche der oberen Flächen dieser Ringe einwirken können. In der folgenden Tabelle werden die Werte für den Kompressionsdruck und den »blow-by«-Wert eines Verbrennungsmotors von 1100 ecm einmal mit bekannter Kolbenringanordnung und einmal mit einer Kolbenringanordnung mit Ringdichtungen gemäß der Erfindung verglichen:
Bekannte Kolbenringanordnung
Kolbcnringanordnung mit
Ringdichtungen
Unterschiede
Bei warmem Motor am Kompressionsdruckschreiber abgelesene Drücke für eine Verdichtung von 8,5 zu 1 in kg/cm2
»blow-by«-Wert im Langsamlauf in l/min
»blow-by«-Wert, maximale Drehzahl bei Vollast, in l/min
11,5
18/20
14
0,70
3,5/4,5
+ 20% -82%
-79%
Durch die starke Erhöhung der Abdichtung der Kolben in ihren Zylindern wird der thermische Wirkungsgrad durch die Verminderung der Brenngas-Verluste verbessert, erfolgt eine regelmäßigere bessere Verbrennung selbst bei sehr geringer Belastung, werden weniger Gase in das Kurbelgehäuse und von dort zurückgeführt, wird der Verschleiß zwischen der unteren Fläche des Kompressionsringes und der oberen Nutflanke sowie der oberen Fläche des ölabstreifringes und der unteren zugeordneten Nutflanke merklich vermindert, wird der Kaltstart verbessert, werden die Kolbenringe weniger verschmutzt und wird der Ölverbrauch herabgesetzt. Vor allein geht das am Ölabstreifring vorbeigeführte, in den Ringraum zwischen Ölabstreifring und Kompressionsring eintretende Öl nicht verloren, da es nur mit geringen Restgasen in Berührung kommt und infolgedessen nicht verbrannt wird. Da hierdurch auch eine optimale Schmierung in dem Ringbereich zwischen dem Ölabstreifring und dem Kolbenring möglich ist, kann der Kolbenringträgerabschnitt des Kolbens mit den gleichen Abmessungen wie der Kolbenschaft — gemessen bei der Betriebstemperatur des Kolbens — ausgebildet und als tragender Bereich des Kolbens ausgenutzt werden. Infolgedessen kann der Kolbenschaft selber verkürzt werden, was einen beträchtlichen Gewinn an Bauraum für den Motor bedeutet. Die Bauhöhe eines Kolbens und somit des Motors ist weiterhin dadurch verringert, daß gegenüber bekannten Kolben weniger Kompressionsringe erforderlich sind, d. h. bei einem Verbrennungsmotor für einen Personenkraftwagen nur ein Kompressionsring erforderlich ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 309 512/366

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Dichtungsanordnung für einen Kolben einer Brennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einem Kompressionsring und einem ölabstreifring, die in getrennten Nuten eingesetzt sind, und einem zwischen einer Flanke zumindest eines Kolbenringes und der gegenüberliegenden Nutflanke angeordneten, an der Zylinderwand anliegenden, im Vergleich zu den Kolbenringen flachen Ring, wobei die gemeinsame axiale Höhe des jeweiligen Kolbenringes und des flachen Ringes kleiner als die Nuthöhe ist, dadurch gekennzeichnet, daß der als Dichtungsring eingesetzte flache Ring (5) aus einem plastischen Material besteht und der Außendurchmesser des in radialer Richtung spannungsfreien flachen Ringes (5) im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders (2) ist und daß in dem Berührungsbereich zwischen dem Außenumfang des Dichtungsringes (5) und der Zylinderwandung keine Kontinuitätsunterbrechung vorhanden ist.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenring (4) und der plastische Dichtungsring (5) im verbleibenden Nutraum axial frei beweglich angeordnet sind.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (5) auf der zum Ölabstreifring hin gewendeten Seite des Kompressionsringes (4) angeordnet ist.
4. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (5) überwiegend aus plastischem Kupfer besteht.
5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (5) überwiegend aus Teflon mit Füllstoffen wie Glas, Bronze, Glas und Graphit oder Glas und Molybdändisulfid besteht.
6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in sich geschlossene Dichtungsring (5) über seinen Umfang verteilte radiale Schlitze (11, 12) aufweist, die im Ring enden.
7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (11, 12) wechselweise zum Innenumfang und zum Außenumfang des Ringes (5) hin offen sind und daß diese Schlitze mit gleichem Abstand voneinander angeordnet sind.
8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (11, 12) paarweise mit gleichem Abstand angeordnet sind und daß jedes Schlitzpaar (11, 12) einen zum Innenumfang und einen zum Außenumfang des Ringes hin offenen Schlitz aufweist.
9. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Dichtungsring (5) gegenüberliegende Nutflanke (10) derart geneigt ist. daß sie mit der benachbarten Flanke des Kolbenringes einen sich zur Zylinderwand hin erweiternden Öffnungswinkel α bildet, der bei einem Kompressionsring einen Bruchteil eines Grades und bei einem Ölabstreifring einige Grade beträgt.
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für einen Kolben einer Brennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einem Kompressionsring und einem Ölabstreifring, die in getrennten Nuten eingesetzt sind, und einem zwischen einer Flanke zumindest eines Kolbenringes und der gegenüberliegenden Nutflanke angeordneten, an der Zylinderwand anliegenden, im Vergleich zu den Kolbenringen flachen Ring, wobei die gemeinsame axiale Höhe des
ίο jeweiligen Kolbenringes und des flachen Ringes kleiner als die Nuthöhe ist.
Eine derartige Dichtungsanordnung ist aus der USA.-Patentschrift 1 388 168 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung ist der unter dem Kompressionsring vorgesehene Ring als an einer Stelle offener, flacher, elastischer Ring ausgebildet, der im nicht eingebauten, spannungsfreien Zustand einen Außendurchmesser aufweist, der größer als der Innendurchmesser des Zylinders ist. Daher muß dieser elastische, aus federhartem Material bestehende Ring beim Einsetzen in den Zylinder radial zusammengedrückt werden, wodurch ihm wiederum die Vorspannung erteilt wird, die ihn dann gegen die Zylinderwandung drückt und Voraussetzung für eine Dichtwirkung ist. Wenn bei der bekannten Anordnung die gemeinsame axiale Höhe von Kompressionsring und Dichtungsring kleiner als die axiale Höhe der sie aufnehmenden Nut ist, wird ein zusätzlicher Federring in die Nut eingesetzt, der bewirkt, daß Kompressionsring und Dichtungsring axial unbeweglich gehalten werden, und zwar während des Betriebs in beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Dichtungsanordnung ist darin zu sehen, daß der mit Vorspannung eingesetzte federharte Ring nur eine unvollkommene Abdichtung erbringen kann, da selbsi bei äußerst aufwendiger Oberflächenbearbeitung die angestrebte Abdichtgüte im Betrieb schnell wieder verloren geht, und zwar insbesondere bei Auftreten der unvermeidbaren Verunreinigungen sowie bei Auftreten von Verschleiß an den Flächen der Nut, des Dichtungsringes und des Kompressionsringes. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß die unvermeidbare Unifangsdiskontinuität des flachen Ringes einen doppelten Strömungsweg für »blow-by« schafft, nämlich zwischen der Zylinderwandung und dem Dichtungsring einerseits und dem Nutboden andererseits. Schließlich ist zu erwähnen, daß die bei der bekannten Dichtungsanordnung vorgesehene feste Einspannung des Kompressionsringes und des flachen Ringes in der Nut mittels eines Federringes erfahrungsgemäß zu bestimmten Zeiten während eines vollständigen Arbeitszyklus des Kolbens nachteilig ist.
Aus der deutschen Patentschrift 1027 478 ist weiterhin eine Dichtungsanordnung bekannt, bei der in eine Kolbennut ein L-förmiger Kolbenring aus Polyamid eingesetzt wird, der mit einem Schenkel an der Zylinderwand anliegt und mit dem anderen Schenkel hinter einen am freien Ende einer Nmflanke vorgesehenen Ansatz greift. Dabei ist unter der Stirnfläche dieses zweiten Schenkels eine Dichtungsscheibe angeordnet, die von der Zylinderwand ebenfalls durch "den erwähnten Ansatz getrennt ist. Kolbenring und Dichtungsscheibe werden durch
einen Federring in der Nut axial im wesentlichen unbeweglich gehalten.
Eine solche bekannte Dichtungsanordnung ist für eine Anwendung bei einem Kompressionsring oder
DE1601388A 1967-02-17 1968-02-16 Dichtungsanordnung für einen Kolben einer Brennkraftmaschine Expired DE1601388C3 (de)

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FR136565A FR94125E (fr) 1967-02-17 1968-01-18 Ensemble piston et segments pour moteur a combustion interne.

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