DE1601388C3 - Dichtungsanordnung für einen Kolben einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Dichtungsanordnung für einen Kolben einer BrennkraftmaschineInfo
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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
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
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
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)
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
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR95532A FR1540312A (fr) | 1967-02-17 | 1967-02-17 | Ensemble piston et segments pour moteur à combustion interne |
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