DE19651112A1 - Dichtungsvorrichtung für eine Motorkolbenstange - Google Patents
Dichtungsvorrichtung für eine MotorkolbenstangeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Stangendichtungsvorrichtung
zur Bewirkung einer Dichtung um eine Welle bzw. einer Stange,
die sich in axialer Richtung hin- und herbewegt. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine Dichtungsvorrichtung für
eine Kolbenstange, die in Zwei-Takt-Großdieselmotoren oder
ähnlichem für Seefahrzeuge verwendet wird.
In einem Zwei-Takt-Großdieselmotor für Schiffe ist im
allgemeinen eine Trennwand zwischen der Spülkammer und der
Kurbelkammer bzw. der Kurbelgehäusekammer des Motors vorge
sehen, und eine Kolbenstange bewegt sich in einer Stopfbuchse
hin und her, die zur Unterbringung einer Kolbendichtungsvor
richtung in der Trennwand vorgesehen ist.
Die Kolbendichtungsvorrichtung, die in der Stopfbuchse
untergebracht ist, hat im allgemeinen in ihrem oberem Ab
schnitt, nämlich auf der Seite der Spülkammer, einen luft
dichten Ring, um die Luftundurchlässigkeit der Spülkammer
aufrecht zu erhalten. Ein Ölabstreifring ist am unteren Ab
schnitt der Kolbendichtungsvorrichtung angebracht, nämlich
auf der Seite der Kurbelkammer, um den Ausfluß von Schmieröl
von der Kurbelkammer zur Spülkammer zu behindern bzw. zu
blockieren, da sich die Kolbenstange hin und her bewegt.
Der Ölabstreifring weist eine Kombination von Ringseg
menten auf, die durch die Teilung eines Rings - wie in An
sicht A von Fig. 9 gezeigt - in diametrischer bzw. diame
traler Richtung in eine Vielzahl von Segmenten (drei in der
Darstellung) erhalten werden, sowie eine Kombination von
Ringsegmenten, die - wie in Ansicht B von Fig. 9 gezeigt -
durch Teilung eines Rings in tangentialer Richtung in drei
Segmente erhalten werden. Um diese zwei Arten von Ringen, die
mit A und B bezeichnet sind, wird jeweils um den äußeren Um
fang eine Spiral- bzw. Schraubenfeder herumgelegt, und die
Ringe werden aufeinander gelegt, wie in Ansicht C von Fig. 9
dargestellt. Die aufeinander gelegten bzw. überlagerten Ringe
A und B werden in eine Ringnut eingepaßt, wie in Fig. 10
dargestellt. Die innere Umfangsoberfläche des Ölabstreifrings
wird durch die zusammenspannende bzw. -pressende Kraft der
Schrauben- bzw. Schraubenfedern unter Druck in Kontakt mit
der äußeren Umfangsfläche einer Kolbenstange gebracht, wo
durch der Ring als Einrichtung dient, um einen exzessiven Öl
verbrauch durch Abstreifen des Schmieröls zu verhindern, das
sich selbst an der Oberfläche der Kolbenstange anheftet und
versucht, in die Spülkammer zu wandern, wenn sich die Kolben
stange hin und her bewegt.
Konventionelle Ölabstreifringe dieser Art, die in einer
Kolbenstangendichtungsvorrichtung verwendet werden, enthalten
eine Bauart, bei der in der Umfangsoberfläche, welche die
äußere Oberfläche der Kolbenstange berührt eine Umfangsnut
vorgesehen ist. Kleine Löcher bzw. Bohrungen sind vorgesehen,
die sich von der Nut diametral erstrecken, um so zur Erleich
terung der Rückführung und des Abströmens des Schmieröls zu
dienen, das abgestreift worden ist.
Diese konventionellen Ölabstreifringe werden aus hochwer
tigem Gußeisen, phosphorarmem Gußeisen, Kupferlegierungen
oder Harzmaterial hergestellt, wobei sie in einer Anzahl von
Stufen in der Art installiert sind, wie dies in der Schnitt
ansicht von Fig. 10 gezeigt ist.
Der konventionelle gespaltene Ring bzw. Spaltring wird
durch die zusammenpressende Kraft der ringförmigen Schrauben
feder, die an dessen äußerer Umfangsseite angeordnet ist,
nach innen gedrängt, wobei die innere Umfangsoberfläche eines
jeden Ringsegments in Gleitkontakt mit der äußeren Umfangs
oberfläche der Kolbenstange gebracht wird, so daß die Funk
tion des Abstreifens des Schmieröls von der äußeren Umfangs
oberfläche der Kolbenstange erfüllt wird. Im Fall eines kon
ventionellen Ölabstreifrings aus Gußeisen oder aus einer Kup
ferlegierung ist jedes Ringelement, das den Spaltring bildet,
in Form eines Blocks mit hoher Steifheit hergestellt. Wenn
somit ein Unterschied zwischen der Krümmung des inneren Um
fangs des betreffenden Ringsegments und der Krümmung des
äußeren Umfangs der Kolbenstange vorhanden ist, sind die
Ringsegmente folglich trotz der zusammenpressenden Kräfte,
die von den ringförmigen Schraubenfedern aufgebracht werden,
nicht dazu fähig, sich so zu verformen, daß sie der äußeren
Umfangsoberfläche der Kolbenstange folgen können. Das heißt,
daß die innere Umfangsoberfläche jedes Ringsegments nicht
dazu fähig ist, die äußere Umfangsoberfläche der Kolbenstange
über den gesamten Segmentumfang zu berühren, was zur Folge
hat, daß sich ein Spalt zwischen der Oberfläche der Kolben
stange und der inneren Umfangsoberfläche des Ringsegments
bildet. Zusätzlich erhält die äußere Umfangsoberfläche der
Kolbenstange infolge des lokal gleitenden Kontakts zwischen
der Kolbenstange und dem Ringsegment Kratzer und sie wird
einem exzentrischen Verschleiß ausgesetzt, wodurch ein Teil
des Schmieröls nicht abgestreift wird. Somit ist es schwer,
ein befriedigende Durchführung des Ölabstreifens zu errei
chen.
Im Falle eines konventionellen Ölabstreifrings aus einer
Kupferlegierung, welche ein verhältnismäßig weiches Material
darstellt, paßt sich der Ring bald der äußeren Umfangsform
der Kolbenstange an, die mit dieser in Gleitkontakt steht,
wodurch verhältnismäßig früh eine Gleitfläche gebildet wird,
die sich nach der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange
richtet. Dies ist vorteilhaft, da eine verhältnismäßig gute
Luftdichtigkeit erhalten wird. Wenn jedoch der Verschleiß
fortschreitet, wächst die Kontaktfläche zwischen den Gleit
flächen des Rings und der Stange, so daß sich der Kontaktflä
chendruck der pro Einheit der Kontaktfläche vermindert. Das
Problem, das daraus resultiert ist, daß die Ölabstreiffunk
tion beeinträchtigt wird und daher der Ölverbrauch ansteigt.
Es sind verschiedene Auswege zur Lösung des vorstehend
beschriebenen Problems der Ölabstreifringe, die aus Gußeisen
oder Kupferlegierungen bestehen, vorgeschlagen worden. Zum
Beispiel wurde vorgeschlagen, ein äußerst präzise herge
stelltes Teil bzw. einen Gegenstand zu verwenden, der durch
die Anwendung einer ausrichtenden Wärmebehandlung bei der
Herstellungsstufe und einer korrigierenden Bearbeitung er
halten wurde, um Verformungen zu eliminieren, die durch in
nere Spannungen nach der Erst-Bearbeitung verursacht worden
sind. Weiterhin wurde vorgeschlagen, die tatsächlich einander
gegenüberliegenden Teile bei der Montage des Ölabstreifrings
zusammen zu passen, um die Abmessungen dieser aneinander an
liegenden Teile anzupassen.
Diese Auswege verursachen jedoch zusätzlichen Arbeitsauf
wand und führen zu einer Erhöhung der Ausgaben. Wenn die
zylindrische Form der Kolbenstange unregelmäßig ist, wird die
Verwendung eines mit Hochpräzision hergestellten Gegenstands
(Ölabstreifrings) oder ein Zusammenpassen der tatsächlich in
Kontakt stehenden Teile nicht zur Lösung der vorstehend be
schriebenen Probleme führen.
Falls als Material für den Ölabstreifring ein Harz, wie
zum Beispiel Ethylentetrafluorid verwendet werden, wird sich
der innere Umfang des Rings, infolge der niedrigen Festigkeit
dieses Materials schnell an die äußeren Umfangsfläche der
Kolbenstange anpassen. Dementsprechend kann anfangs ein ex
zellentes Ölabstreifverhalten erreicht werden. Mit fort
schreitendem Einsatz nimmt jedoch, das Harzmaterial das
Schmieröl auf, weicht als Folge davon auf und ist erhöhtem
Verschleiß ausgesetzt. Es wird sehr bald notwendig, die Teile
zu ersetzen, was ein aufwendiges Vorgehen und zusätzliche
Kosten erfordert.
Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, eine Kolbenstangendichtungsvorrichtung zu schaffen,
welche durch Berührung bzw. Kontakt der äußeren Umfangsfläche
der Kolbenstange ein exzellentes Ölabstreifverhalten an den
Tag legt, indem sie sich an die Form dieser Oberfläche zur
Verminderung des Verbrauchs des Schmieröls, welches bei Bewe
gung der Kolbenstange verbraucht wird, anschmiegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die vorstehende
Aufgabe durch die Schaffung einer Dichtungsvorrichtung für
eine Motorkolbenstange erreicht, wobei die Dichtungsvorrich
tung einen Kombinations-Ölabstreifring enthält, der
- (a) einen ringförmigen Ölabstreifringkörper, der aus Stahl besteht und an einer Stelle einen Schnitt bzw. eine Durchtrennung in Querschnittsrichtung hat und ein oberes Gleitschienenelement, ein unteres Gleitschienenelement und einen Steg aufweist, die das obere und untere Gleitschienen element trägt und an seiner äußeren Umfangsseite eine ring förmige Nut aufweist, die eine Anzahl von Ölbohrungen hat, welche in Umfangsrichtung beabstandet sind, wobei der Ölab streifringkörper einen M-, I- oder H-förmigen Querschnitt aufweist, und
- (b) eine ringförmige Schraubenfeder aufweist, die in die ringförmige Nut im gedehnten Zustand eingepaßt ist, um den Steg diametral nach innen zu drängen, wodurch die inneren Um fangsoberflächen der oberen und unteren Gleitschienenelemente unter Druck in Kontakt mit einer äußeren Umfangsoberfläche der Kolbenstange gebracht werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, die
Haltbarkeit bzw. Standzeit des Ölabstreifrings zu verbessern,
indem auf einen Gleitabschnitt des Ölabstreifrings mit
Nitrier- bzw. Nitritbehandlungen, wie zum Beispiel mit wei
chen Nitriden, Eisennitriden, Gasnitriden und ähnlichem, mit
Beschichtungs- bzw. Plattierbehandlungen, wie z. B. Chrombe
schichtung und Ni-P Verbund-Diffusionsbeschichtungen, und mit
CVD und PVD Behandlungen eine verschleißresistente Schicht
aufgebracht wird.
Es ist auch möglich, die Anfangs- bzw. Früh-Laufeigen
schaft durch Ausbildung einer Oberflächenschicht mit Fe₃O₄,
durch Parkerisieren, und durch Sn-Beschichtungsbehandlungen
zu verbessern.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den
anhängigen Zeichnungen klar, in denen ähnliche Bezugszeichen
durch die Figuren hindurch die gleichen oder ähnliche Teile
bezeichnen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Teil-Schnittdarstellung eines Ölabstreif
rings im installierten Zustand gemäß einer ersten Ausfüh
rungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Teil-Schnittdarstellung eines Ölabstreif
rings im installierten Zustand gemäß einer zweiten Ausfüh
rungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht, die den
Ölabstreifring der ersten Ausführungsform darstellt;
Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht, die den
Ölabstreifring einer dritten Ausführungsform der Erfindung
darstellt;
Fig. 5 eine Teil-Schnittansicht, die einen Ölab
streifring im installierten Zustand gemäß der dritten Ausfüh
rungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht, die einen
Ölabstreifring einer vierten Ausführungsform der Erfindung
darstellt;
Fig. 7 eine Teil-Schnittansicht, die eine Modifika
tion des Ölabstreifrings gemäß der vierten Ausführungsform
darstellt;
Fig. 8 eine Teil-Schnittansicht, die eine weitere Mo
difikation des Ölabstreifrings gemäß der vierten Ausführungs
form darstellt;
Fig. 9A, B und C Diagramme zur Darstellung eines
Spaltölabstreifrings gemäß dem Stand der Technik; und
Fig. 10 eine Schnittansicht, die den Stand der Technik
des Spaltölabstreifrings im installierten Zustand darstellt.
Die vorliegende Erfindung wird nun auf der Grundlage der
dargestellten Ausführungsformen beschrieben. Es sollte er
wähnt werden, daß diese Ausführungsformen nur zur Erklärung
der Erfindung dienen und in keinster Weise das Ausmaß der Er
findung begrenzen.
Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht, die den Aufbau eines
Ölabstreifrings 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Er
findung zeigt. Der Ölabstreifring 1 ist in Passungskontakt mit
einer Kolbenstange 8 gezeigt, welche in Richtung des Pfeils A
hin- und herbewegt wird, so daß die Kolbenstange 8 von ihrer
Außenseite eingefaßt wird. Fig. 3 ist eine perspektivische
Teilansicht des Ölabstreifrings gemäß dieser Ausführungsform.
Den Ölabstreifring 1 erhält man durch eine integrale Ver
bindung bzw. durch einstückige Anformung eines oberen Gleit
schienenelements 2 und eines unteren Gleitschienenelements 3
durch bzw. an einen Steg 4. Der Steg 4 weist ein ringförmiges
Tal bzw. eine ringförmige Vertiefung bzw. Nut 6 an seiner
äußeren Umfangsseite sowie eine Anzahl von Öldurchflußboh
rungen 5 auf, die in der Vertiefung 6 ausgebildet und in Um
fangsrichtung voneinander beabstandet sind. Eine gespannte
bzw. gedehnte ringförmige Schraubenfeder 7 ist in die Vertie
fung 6 so eingepaßt bzw. mit Passung eingesetzt, daß sie sich
nicht störend auf die Öldurchflußbohrungen 5 auswirkt, d. h.,
in solch einer Art und Weise, daß die Feder 7 an den schrägen
bzw. geneigten Oberflächen anliegt, welche die Vertiefung 6
darstellen, so daß die Öldurchflußbohrungen 5 nicht blockiert
werden.
Der Ölabstreifring, welcher obere und untere Gleitschie
nenelemente 2 und 3 und den Steg 4 aufweist, hat einen im
allgemeinen M-förmigen Gesamt-Querschnitt und ist integral
bzw. einstückig aufgebaut, indem dünne Stahlstreifen durch
Walzrollen in eine ringförmige Form umgeformt werden, die an
einer Stelle einen Schnitt bzw. eine Durchtrennung in Quer
schnittsrichtung hat.
Der Ölabstreifring 7 drängt den Steg 4 durch die Zusam
menhaltekraft nach innen zur Kolbenstange hin, so daß die in
neren Umfangskanten des oberen und unteren Gleitschienenele
ments 2, 3 mit der äußeren Umfangsoberfläche 14 der Kolben
stange 8 unter Druck in Kontakt gebracht werden. Dies stellt
sicher, daß das Öl von der Umfangsfläche der Kolbenstange
effektiv abgestreift wird.
Da der Ölabstreifring dieser Ausführungsform aus dünnen
Stahlstreifen integral bzw. einstückig gebildet bzw. ausge
formt ist, so daß er einen im allgemeinen M-förmigen Quer
schnitt annimmt, entfaltet der Ringkörper Flexibilität. Als
Ergebnis folgen die inneren Umfangskanten der oberen und un
teren Gleitschienenelemente 2 und 3 aufgrund der Zusammen
haltekraft der ringförmigen Schraubenfeder 7 bereitwillig der
äußeren Umfangsoberfläche der Kolbenstange über ihren ge
samten betreffenden Umfang und bleiben damit in Kontakt. Dies
gewährt ein exzellentes Ölabstreifverhalten von Anfang an.
Weiterhin erhöht sich die Kontaktfläche, selbst dann nicht,
wenn der Verschleiß zunimmt, da die oberen und unteren Gleit
schienenelemente eine dünne plattenförmige Konfiguration auf
weisen. Dies stellt sicher, daß ein hervorragendes Ölab
streifverhalten über eine längeren Zeitraum beibehalten wird.
Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Oberflächenbehand
lungsschicht, die bewirkt, daß die Haltbarkeit bzw. die
Standzeit des Ölabstreifrings erhöht oder die anfängliche
Übereinstimmung mit bzw. Anschmiegung an die Kolbenstange
verbessert wird.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, welche die Struktur des
Ölabstreifrings 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Er
findung darstellt. Die Ansicht stimmt mit der von Fig. 1
überein.
In dieser Ausführungsform erhält man den Ölabstreifring 1
auch durch integrales bzw. einstückiges Verbinden des oberen
Gleitschienenelements 2 und des unteren Gleitschienenelements
3 durch den Steg 4. Der Steg 4 weist eine ringförmige Vertie
fung bzw. einen ringförmigen Einschnitt 6 auf seiner äußeren
Umfangsseite und eine Anzahl von Öldurchlaßöffnungen 5 auf,
die in der Vertiefung 6 ausgebildet sind und in Umfangsrich
tung voneinander beabstandet sind. Die ausgestreckte bzw. ge
dehnte ringförmige Schraubenfeder 7 ist mit Passung im Ein
schnitt 6 aufgenommen.
Der Ölabstreifring, welcher obere und untere Gleit
schienenelemente 2 und 3 und den Steg 4 aufweist, hat im all
gemeinen insgesamt einen I- oder H-förmigen Gesamt-Quer
schnitt und kann integral bzw. einstückig durch Formen bzw.
Umformen eines Profil- Drahtmaterials, das in eine vorge
schriebene I- oder U-förmige Konfiguration gezogen worden
ist, durch Roll- oder Walzbearbeitung in eine ringförmige
Form gebracht werden, die an einer Stelle einen Schnitt bzw.
eine Durchtrennung in Querschnittsrichtung aufweist.
Die ringförmige Spiralfeder drängt den Steg 4 durch ihre
Zusammenhaltekraft diametral nach innen zur Kolbenstange 8,
so daß die inneren Umfangskanten des oberen und unteren
Gleitschienenelements 2 und 3 unter Druck mit der äußeren Um
fangsoberfläche der Kolbenstange 8 in Kontakt gebracht wer
den. Dies stellt sicher, daß das Öl von der Umfangsoberfläche
der Kolbenstange effektiv abgestreift wird.
Da sowohl das obere und untere Gleitschienenelement als
auch der Stegabschnitt des Ölabstreifrings integral bzw. ein
stückig ausgebildet bzw. ausgeformt sind, so daß sie einen im
allgemeinen I- oder M-förmigen Querschnitt bilden, entfaltet
der Ringkörper auch bei dieser Ausführungsform Flexibilität.
Als Ergebnis folgen die inneren Umfangskanten des oberen und
unteren Gleitschienenelements 2, 3 bereitwillig aufgrund der
Zusammenhaltekraft der ringförmigen Schraubenfeder 7 über
ihren gesamten Umfang der äußeren Umfangsoberfläche der Kol
benstange und bleiben mit dieser in Kontakt. Dies gewährt ein
exzellentes Ölabstreifverhalten von Anfang an. Zusätzlich er
höht sich die Kontaktfläche selbst dann, wenn der Verschleiß
fortschreitet, nicht, da die oberen und unteren Gleitschie
nenelemente eine dünne plattenförmige Konfiguration auf
weisen. Dies stellt sicher, daß das exzellente Ölabstreifver
halten über einen ausgedehnten Zeitraum beibehalten werden
wird.
Fig. 4 ist eine perspektivische Teilansicht, welche die
Struktur des Ölabstreifrings 1 gemäß einer dritten Ausfüh
rungsform der Erfindung darstellt. Der Ölabstreifring wird
durch einstückiges bzw. integrales Formen bzw. Umformen des
unteren Gleitschienenelements 3 und des Stegs 4 erhalten. Ein
oberes Gleitschienenelement 22 ist als ein separater Körper
ausgebildet bzw. ausgeformt, nämlich als eine ringförmige
Seitengleitschiene 22; es hat aneinanderliegende bzw. angren
zende Enden und übt von sich aus keine eigene Spannung aus.
Die ringförmige Seitengleitschiene 22 wird durch einen Sei
tengleitschienen-Stützabschnitt abgestützt bzw. gelagert, der
an dem oberen Abschnitt des Stegs 4 ausgebildet ist, und wird
somit vom Steg gehalten.
Wie in Fig. 5, welche den Ölabstreifring in Passungsein
griff mit der Kolbenstange 8 zeigt, hat der Seitengleit
schienen-Stützabschnitt einen Stützvorsprung 10 zur Abstüt
zung der Seitengleitschiene 22 durch Berühren von der unteren
Seite an einer Position nahe ihres inneren Umfangsabschnitts,
sowie einen Schiebe-Anschlag 11, um die Seitengleitschiene 22
durch Berührung der äußeren Umfangskanten der Seitengleit
schiene 22 in Richtung ihres inneren Umfangsabschnitts zu
drängen. Die Zusammenhaltekraft der ringförmigen Schraubenfe
der 7 wirkt über den Schiebe-Anschlag 11 auf die Seitengleit
schiene 22, so daß die innere Umfangskante der Seitengleit
schiene 22 unter Druck in gleitenden Kontakt mit der äußeren
Umfangsoberfläche 14 der Kolbenstange 8 gebracht wird. Zur
gleichen Zeit gleitet die innere Umfangskante des unteren
Gleitschienenelements 3 ebenfalls auf der äußeren Oberfläche
der Kolbenstange 8, und zwar unter Druckkontakt mit dieser
berührt.
Der Schiebe-Anschlag 11 weist eine Fläche 15 auf, die mit
der Seitengleitschiene 22 in Anschlag-Kontakt steht. Es wird
bevorzugt, daß die Fläche 15 so ausgebildet ist, daß sie ge
ringfügig diametral nach außen gekippt bzw. geneigt verläuft.
Die geneigte Oberfläche 15 des Schiebe-Anschlags 11 zwängt
bzw. drängt die Seitengleitschiene 22 zu deren inneren Umfang
hin, so daß die innere Umfangskante der Gleitschiene 22 in
Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 14 der Kolbenstange 8
gezwungen wird. Zur gleichen Zeit hebt die geneigte Oberflä
che 15 den äußeren Umfangsabschnitt der Seitengleitschiene 22
in axialer Richtung an, so daß die Gleitschienen 22, 3 mit
den Wandoberflächen 13 einer Ringnut 12 in Anlage- bzw. An
schlags-Kontakt gebracht werden, wodurch die Dichtung (die
Seitenoberflächendichtung) zwischen dem Ölabstreifring und
den Wandoberflächen verbessert wird.
Man erhält einen geringen Effekt, wenn der Winkel der
Neigung der geneigten Oberfläche 15 des Anschlags 11 - gemes
sen von der Richtung der Kolbenstangenachse - kleiner als 5
Grad ist. Wenn der Neigungswinkel größer als 40° ist, wird
auf der anderen Seite der Kontaktdruck zwischen der Seiten
wand 13 der Ringnut und der Gleitschiene 22 zu groß. Dies er
zeugt zuviel Reibkraft, wobei als Ergebnis davon die Gleit
schiene 22 weniger gut der äußeren Umfangsoberfläche der Kol
benstange folgen kann. Deshalb wird gemäß der vorliegenden
Erfindung der Winkel der Neigung bevorzugt in einem Bereich
von 10° bis 25° eingestellt. Der Seitengleitschienenstützab
schnitt, der Steg 6 und die untere Gleitschiene 3 werden als
einheitlicher Körper hergestellt, indem ein Stahlstreifen
durch Loch- bzw. Stanzbearbeitung und einer Umformbearbeitung
durch Formrollen unterzogen wird.
Fig. 6 ist eine perspektivische Teilansicht, welche die
Struktur des Ölabstreifrings 1 gemäß einer vierten Ausfüh
rungsform der Erfindung darstellt. Der Ölabstreifring 1 gemäß
dieser Ausführungsform enthält ein oberes Gleitschienenele
ment und ein unteres Gleitschienenelement, die als separate
Körper ausgebildet bzw. ausgeformt sind, nämlich als ringför
mige Seitengleitschienen 22 und 33, die jeweils aneinander
angrenzende bzw. anliegende Enden aufweisen und keine eigene
Spannung oder Vorspannung haben. Der Steg 4 ist so ausgebil
det, daß er Seitengleitschienen-Stützabschnitte aufweist, die
jeweils den Stützvorsprung 10 und den Anschlag 11 in ähn
licher Weise wie der, der dritten Ausführungsform haben. Die
Gleitschienen-Stützabschnitte stützen die betreffenden ring
förmigen Seitengleitschienen 22 und 33.
Der Steg 4 und seine Seitenschienen-Stützabschnitte defi
nieren einen im allgemeinen I- oder H-förmigen Gesamt-Quer
schnitt und können als einheitliche Körper durch Umformen
eines vorgeformten Drahtmaterialabschnitts bzw. eines Profil
drahts, der in eine vorgeschriebene I- oder H-förmige Konfi
guration gezogen worden ist, in eine ringförmige Form ge
bracht werden, indem eine maschinelle Bearbeitung bzw. Umfor
mung zu einer Windung Anwendung findet, die an einer Stelle
einen Schnitt bzw. eine Auftrennung in Querschnittsrichtung
aufweist.
Die ringförmige Schraubenfeder 7 drängt den Steg 4 durch
ihre Zusammenhaltekraft diametral nach innen auf die Kolben
stange 8 zu, so daß die inneren Umfangskanten der oberen und
unteren Gleitschienenelemente 22, 33 unter Druck in Kontakt
mit der äußeren Umfangsoberfläche der Kolbenstange 8 gebracht
werden. Dies stellt sicher, daß das Öl von der Umfangsober
fläche der Kolbenstange effektiv abgestreift wird.
Da sowohl die oberen und unteren Gleitschienenelemente
als auch der Stegabschnitt des Ölabstreifrings integral bzw.
einstückig ausgeformt sind, so daß sie einen im allgemeinen
I- oder H-förmigen Querschnitt definieren bzw. ausbilden,
weist auch der Ringkörper der vierten Ausführungsform Flexi
bilität auf. Als Ergebnis folgen die inneren Umfangskanten
der oberen und unteren Gleitschienenelemente 22, 33 bereit
willig aufgrund der Zusammenhaltekraft der ringförmigen
Schraubenfeder 7 über ihren gesamten Umfang der äußeren Um
fangsoberfläche der Kolbenstange und bleiben mit dieser in
Kontakt. Dies gewährleistet ein exzellentes Ölabstreifver
halten von einem frühen Stadium an. Zusätzlich vergrößert
sich die Kontaktfläche nicht, selbst wenn der Verschleiß zu
nimmt, da die oberen und unteren Gleitschienenelemente eine
dünne plattenförmige Konfiguration bzw. Gestaltung aufweisen.
Dies stellt sicher, daß ein exzellentes Ölabstreifverhalten
über einen längeren Zeitraum erhalten bleibt.
Weiterhin ist bei der in Fig. 6 gezeigten vierten Aus
führungsform das Stützelement der Seitengleitschienen, näm
lich das Element mit dem Steg 4 und den Seitengleitschienen-
Stützabschnitten, so ausgeformt, daß es diametrale erstrecken
de bzw. ausgerichtete Schlitze 16 aufweist, die vonein
ander in Umfangsrichtung beabstandet liegen. In einer Abwand
lung bzw. Modifikation der vierten Ausführungsform, die in
Fig. 7 gezeigt ist, erstrecken sich die Schlitze diametral
von der inneren Umfangsseite bzw. gehen von dieser aus. In
einer anderen Modifikation der vierten Ausführungsform, die
in Fig. 8 gezeigt wird, erstrecken sich die Schlitze diame
tral von der äußeren Umfangsseite bzw. gehen von dort aus.
Diese Schlitze erhöhen die Flexibilität der Elemente, so daß
die Seitenwände der äußeren Umfangsoberfläche der Kolben
stange genauer folgen können.
Folglich wird bei der Kolbenstangen-Dichtvorrichtung der
vorliegenden Erfindung ein Ölabstreifring verwendet, der so
ausgebildet ist, daß er einen im allgemeinen M-, I- oder
H-förmigen Querschnitt aufweist, und mit oberen und unteren
Gleitschienenelementen versehen ist, dessen innere Umfangs
kanten auf einer Kolbenstange gleiten, während sie unter
Druck, durch die Zusammenhaltekraft einer ringförmigen
Schraubenfeder, die an die äußere Seite des Ölabstreifrings
mit Passung eingesetzt ist, in Kontakt mit der äußeren Um
fangsoberfläche der Kolbenstange gebracht werden. Als Ergeb
nis folgt der Ölabstreifring der äußeren Umfangsoberfläche
der Kolbenstange in exzellenter Art und Weise. Dies bedeutet,
daß sich zwischen der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange
und den inneren Umfangskanten der Gleitschienelemente keine
Zwischenräume entwickeln, wodurch sichergestellt wird, daß
die Dichtung von einem frühen Zustand an entlang dem gesamten
Umfang aufrecht erhalten werden wird. Dementsprechend wird
das Auftreten eines Phänomens, bei dem Schmieröl übrig bleibt
ohne abgestreift zu werden, unterdrückt, wodurch der Ölver
brauch sinkt und die Häufigkeit, mit der die Teile ausge
tauscht werden müssen, abnimmt. Weiterhin weist der Ölab
streifring, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
eine exzellente Nachfolge- bzw. Anschmiegecharakteristik auf.
Folglich wird der Ölabstreifring fähig sein, der äußeren Um
fangsfläche der Kolbenstange zu folgen, wobei ein exzellenter
Kontakt damit beibehalten wird, selbst wenn der Ölabstreif
ring paßgenau an eine Kolbenstange mit einem Querschnitt an
gesetzt wird, der nicht einen perfekten Kreis beschreibt und
eine Kreisförmigkeit geringen Grades aufweist. Dies macht
eine Korrekturarbeit unnötig, bei der die tatsächlich in Kon
takt kommenden Teile in der Fabrik zusammengefügt werden und
bei Austauscharbeiten ersetzt werden.
Da sehr viele offensichtlich sehr verschiedene Ausfüh
rungsformen der vorliegenden Erfindung hergestellt werden
können ohne von dem Erfindungsgedanken und dessen Umfang ab
zuweichen, ist es zu verstehen, daß sich die Erfindung nicht
auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkt.
Claims (6)
1. Dichtungsvorrichtung für eine Motorkolbenstange, die einen
Kombinations-Ölabstreifring aufweist, welcher
einen ringförmigen Abstreifringkörper (1), der aus Stahl besteht, und an einer Stelle einen Schnitt in Quer schnittsrichtung hat, sowie ein oberes Gleitschienenele ment (2), ein unteres Gleitschienenelement (3) und einen Steg (4) aufweist, der das obere und das untere Gleit schienenelement oben und unten hält und an seiner äußeren Umfangsseite eine ringförmige Nut (6) hat, die eine Anzahl von voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Ölbohrun gen (5) aufweist, wobei der Ölabstreifringkörper (1) einen im allgemeinen M-, I- oder H-förmigen Querschnitt hat; und
eine ringförmige Schraubenfeder (7) aufweist, die im ge dehnten Zustand in die ringförmige Nut (6) eingepaßt ist, um den Steg (4) diametral nach innen zur Kolbenstange (8) zu drücken, wodurch innere Umfangskantenoberflächen der oberen und unteren Gleitschienenelemente unter Druck in Kontakt mit einer äußeren Umfangsoberfläche der Kolben stange (8) gebracht werden.
einen ringförmigen Abstreifringkörper (1), der aus Stahl besteht, und an einer Stelle einen Schnitt in Quer schnittsrichtung hat, sowie ein oberes Gleitschienenele ment (2), ein unteres Gleitschienenelement (3) und einen Steg (4) aufweist, der das obere und das untere Gleit schienenelement oben und unten hält und an seiner äußeren Umfangsseite eine ringförmige Nut (6) hat, die eine Anzahl von voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Ölbohrun gen (5) aufweist, wobei der Ölabstreifringkörper (1) einen im allgemeinen M-, I- oder H-förmigen Querschnitt hat; und
eine ringförmige Schraubenfeder (7) aufweist, die im ge dehnten Zustand in die ringförmige Nut (6) eingepaßt ist, um den Steg (4) diametral nach innen zur Kolbenstange (8) zu drücken, wodurch innere Umfangskantenoberflächen der oberen und unteren Gleitschienenelemente unter Druck in Kontakt mit einer äußeren Umfangsoberfläche der Kolben stange (8) gebracht werden.
2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Ölabstreifring (1) bei einstückiger Ausbil
dung des oberen Gleitschienenelements (2), des unteren
Gleitschienenelements (3) und des Steges (4) in einen im
allgemeinen M-, I- oder H-förmigen Querschnitt ausgeformt
ist.
3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Ölabstreifring
ein Seitengleitschienenelement (22), das durch Formen bzw. Umformen eines Metallstreifens von verhältnismäßig gerin ger Stärke in eine ringförmige Form ausgebildet wird, die an einer Stelle einen Schnitt in Querschnittsrichtung auf weist; und
einen Steg (4) mit einem oberem Abschnitt aufweist, der mit einer Seitengleitschienen-Stützeinrichtung versehen ist, die einen Seitengleitschienen-Stützabschnitt (10) zur Lagerung bzw. Abstützung des Seitengleitschienenelements (22) axial zur Kolbenstange (8) und einen Anschlag (11) hat, der mit einer äußeren Umfangskante des Seitengleit schienenelements (22) in Anlagekontakt steht, um das Sei tengleitschienenelement (22) diametral nach innen zu drücken.
ein Seitengleitschienenelement (22), das durch Formen bzw. Umformen eines Metallstreifens von verhältnismäßig gerin ger Stärke in eine ringförmige Form ausgebildet wird, die an einer Stelle einen Schnitt in Querschnittsrichtung auf weist; und
einen Steg (4) mit einem oberem Abschnitt aufweist, der mit einer Seitengleitschienen-Stützeinrichtung versehen ist, die einen Seitengleitschienen-Stützabschnitt (10) zur Lagerung bzw. Abstützung des Seitengleitschienenelements (22) axial zur Kolbenstange (8) und einen Anschlag (11) hat, der mit einer äußeren Umfangskante des Seitengleit schienenelements (22) in Anlagekontakt steht, um das Sei tengleitschienenelement (22) diametral nach innen zu drücken.
4. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Ölabstreifring aufweist:
ein oberes Seitengleitschienenelement (22), das durch For men eines Metallstreifens von verhältnismäßig geringer Stärke in eine ringförmige Form erhalten wird, das an einer Stelle einen Schnitt in Querschnittsrichtung auf weist;
ein unteres Seitengleitschienenelement (33), das durch Formen eines Metallstreifens von verhältnismäßig geringer Stärke in eine ringförmige Form erhalten wird, das an einer Stelle einen Schnitt in Querschnittsrichtung auf weist; und
einen Steg (4) mit jeweils einem unteren und oberen Ab schnitt, der mit einer oberen und unteren Seitengleit schienen-Stützeinrichtung versehen ist, wobei die obere und untere Seitengleitschienen-Stützeinrichtung jeweils obere und untere Seitengleitschienen-Stützabschnitte (10) zur jeweiligen Lagerung der oberen und unteren Sei tengleitschienenelemente (22, 33) axial zur Kolbenstange aufweisen, und wobei sich der obere und der untere An schlag (11) in Anlagekontakt mit der äußeren Umfangskante des jeweiligen oberen und unteren Seitengleitschienenele ments (22, 33) befindet, um das erste und zweite Sei tengleitschienenelement (22, 33) diametral nach innen zu drücken.
ein oberes Seitengleitschienenelement (22), das durch For men eines Metallstreifens von verhältnismäßig geringer Stärke in eine ringförmige Form erhalten wird, das an einer Stelle einen Schnitt in Querschnittsrichtung auf weist;
ein unteres Seitengleitschienenelement (33), das durch Formen eines Metallstreifens von verhältnismäßig geringer Stärke in eine ringförmige Form erhalten wird, das an einer Stelle einen Schnitt in Querschnittsrichtung auf weist; und
einen Steg (4) mit jeweils einem unteren und oberen Ab schnitt, der mit einer oberen und unteren Seitengleit schienen-Stützeinrichtung versehen ist, wobei die obere und untere Seitengleitschienen-Stützeinrichtung jeweils obere und untere Seitengleitschienen-Stützabschnitte (10) zur jeweiligen Lagerung der oberen und unteren Sei tengleitschienenelemente (22, 33) axial zur Kolbenstange aufweisen, und wobei sich der obere und der untere An schlag (11) in Anlagekontakt mit der äußeren Umfangskante des jeweiligen oberen und unteren Seitengleitschienenele ments (22, 33) befindet, um das erste und zweite Sei tengleitschienenelement (22, 33) diametral nach innen zu drücken.
5. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine innere Umfangsstirnfläche jedes An
schlags (11) diametral nach außen von der Richtung der
Achse der Kolbenstange (8) unter einem Winkel von 5 bis
40° weg geneigt ist.
6. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß der Seitengleitschienen-Stützab
schnitt als ein Vorsprung (10) ausgebildet ist, der das
betreffende Seitengleitschienenelement (22, 33) an dessen
Seitenoberfläche, in der Nähe der inneren Umfangsseite des
Seitengleitschienenelements (22, 33), abstützt.
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