DE2101529A1

DE2101529A1 - Selbstfedernder, geschlitzter Dichtungsring

Info

Publication number: DE2101529A1
Application number: DE19712101529
Authority: DE
Inventors: Friedhelm 5673 Burscheid Stecher
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1971-01-14
Filing date: 1971-01-14
Publication date: 1972-07-27
Also published as: DE2101529B2; DE2101529C3

Description

Selbstfedernder, geschlitzter Dichtungsring Die Erfindung betrifft einen selbstfedernden, geschlitzten Dichtungsring, insbesondere Kolbenring für Brennkraftmaschinen, mit mindestens zwei konzentrisch ineinander liegenden Ring zonen.
Aus verschiedenen Ringzonen zusammengesetzte Kolbenringe sind durch die DT-PS 698 345 bekannt. Auch ist es beispielsweise durch die US-PS 2 629 641 nicht mehr neu, eine Kolbenringanordnung aus zwei konzentrisch ineinander liegenden geschlitzten Einzelringen mit dazwischen angeordnetem Wellfederring vorzusehen.
Infolge der heutigen Leichtbauweise und der ständig steigenden Leistungserhöhung im Verbrennungsmotorenbau werden immer höhere Forderungen an die Dichtteile gestellt. Zur Abdichtung der durch starke Veb züge unrund verformten Zylinderlaufflächen werden Kolbenringe mit besonders hohem Anpassungsvermögen, d.h. mit hoher radialer Flexibilität bei gleichzeitig hoher Eigenspannung benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Flexibilität solcher überwiegend aus Gußeisen bestehenden Dichtungsringe durch eine von der Krümmungsänderung des Ringes abhängige Abstandsänderung der äußeren und/oder inneren Ring zone zum spannungsneutralen Bereich des gesamten Ringquerschnittes zu vergrößern, um dadurch ein besseres Anpassungsvermögen des Dichtungsringes an die Gegendichtfläche zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird ein Dichtring vorgeschlagen, der aus mindz steins zwei konzentrisch ineinander liegenden Ring zonen besteht, die über ein radial elastisches Zwischenglied fest miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind die Ringzonen in ihrer radialen Erstreckung gleich stark ausgebildet. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die beiden Ringzonen in tangentialer Richtung unverschiebbar miteinander über das Zwischenglied verbunden sind. Auf diese Weise wird eine gezielte Spannungsverteilung im gesamten Ringquerschnitt im eingebauten Zustand erreicht bei gleichzeitig hohem radialen Elastizitätsvermögen, wodurch der Dichtungsring ein besonders gutes Anpassungsvermögen erhält.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Zwischenglied als radial federnder Blechring ausgebildet. Möglicherweise sind der Federblechring und/oder die Anschlußflächen der Ringzonen gewölbt profiliert.
Weiterhin ist es denkbar, daß die Ringzonen vor dem Verbinden mit dem Zwischenring durch Weiten des Ringdurchmessers vorgespannt und unter Vorspannung verbunden sind, wodurch sich eine besonders giinstige Aufteilung der Biegespannung im Einbauzustand des Dichtungsringes in über die Querschnitte der Ringzonen etwa gleich große Druck- und Zugspannungen erreichen läßt. Zur vereinfachten Herstellung der Ring zonen als einzelne Ringelemente wird vorgeschlagen, daß dieselben vor dem Aufweiten kreisförmig vorgeformt und geschlitzt sind.
Schließlich ist es auch möglich, die Ring zonen und das elastische Zwischenglied einstückig aus dem gleichen Werkstoff herauszubilden, d.h. einen Dichtungsring derart zu profilieren, daß er im biegeneutralen Querschnittsbereich durch Einschnitte radial elastisch verformbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 bis 3 verschiedene erfindungsgemäße Kolbenringquerschnitte Der in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Kolbenring lo besteht aus einem eine äußere Ringzone bildenden Einzelring 2 und einem eine innere Ringzone bildenden Einzelring 3. Beide Ringe sind über einen Federring 4 an den Umfangsstellen 5, 6, 7 fest miteinander verbunden. Durch die nach innen ballig gewölbte innere Umfangsfläche 8 des Außenringes 2 und äußere Umfangsfläche 9 des Innenringes 3 läßt sich der gesamte Kolbenringquerschnitt in Abhängig keit von der jeweiligen Krümmung des Ringes radial elastisch verändern. Insbesondere wird bei stärkerer Krümmung des Ringumfanges die radiale Breite des Kolbenringes Verringert. Durch die Verbindung der Ring 2, 3 und 4 an den Stellen 5, 6 und 7 miteinander bleibt das Ringsystem in Umfangsrichtung starr, d.h. bei einem selbstfedernden, geschlitzten Kolbenring liegt der Federring 4 bei der Biegebeanspruchung etwa im spannungsneutralen Cuerschnittsbereich, so daß der Ring 2 nur auf Zug und der Ring 3 nur auf Druck beanspruchbar ist.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt einen Kolbenring 20, der aus dem äußeren Ring 21, dem inneren Ring 22 sowie einem beide Ringe an den Umfangsstellen 23, 24, 25 miteinander verbindenden Federring 26. Hierbei ist der Federring 26 durch eine umlaufende Sicke 27 radial elastisch gemacht worden. In der Funktion entspricht er dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 Der in Fig. 3 gezeigte einstückige Kolbenringquerschnitt 30 besteht wiederum aus einer äußeren Ringzone 31 sowie aus zwei inneren, axial übereinander liegenden Ringzonen 32 und 33. Letztere sind durch axiale Einschnitte 34, 35 radial elastisch an dem Mittel teil 37 aufgehangen und durch den radialen Einschnitt 36 voneinander unabhängig gemacht worden.

Claims

Ansprüche

i3seibstspannender, geschlitzter Dichtungsring, insbesondere Kolbenring für B r ennkraftmas chinen, mit mindestens zwei konzentrisch ineinander liegenden Ring zonen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringzonen (2, 3) über ein radial elastisches Zwischenglied (4) fest miteinander verbunden sind.
2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringzonen (2, 3) in ihrer radialen Erstreckung gleich stark ausgebildet sind.
3. Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (4) als radial federnder Blechring ausgebildet ist.
4. Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federblechring (4) und/oder die mit dem Federblechring (4) in Berührung stehenden Umfangsflächen (8, 9) im Cuerschnitt gewölbt profiliert sind.
5. Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringzonen 12, 3' vor dem Verbinden mit dem Zwischenglied (4) durch Weiten des Ring durchmessers vorgespannt sind.
6. Dichtungsring nach den Pnsprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringzonen (2, 3) vor dem Verbinden mit dem Zwischenglied (4) aus kreisrunden, geschlitzten Einzelringen bestehen.
7. Dichtungsring nach den ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringzonen (31, 32, 33) und das elastische Zwischenglied (3) einstückig aus dem gleichen Werkstoff gebildet sind.