DE2123602C2 - Abstands- und Spreizfederring für eine Ölabstreifringanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abstands- und Spreizfederring für eine ölabstreifringanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der DE-AS 12 97 423 ist ein Abstands- und Spreizfederring dieser Art bekannt, der zwei axial im Abstand voneinander liegende, im wesentlichen radial verlaufende und in Umfangsrichtung durchlaufende Ringabschnitte aufweist, die durch entlang ihren äußeren Umfangskanten in Abständen voneinander angeformte Stege miteinander verbunden sind. Die zwischen den Stegen liegenden Federfinger sind gleichfalls an der äußeren Umfangskante des einen bzw. des anderen Ringabschnitts angeformt, so daß die zum Angriff an den inneren Umfangskanten der ölabstreifringe bestimmten Enden der Federfinger radial außerhalb der durchgehenden Ringabschnitte liegen. Die Stege erfüllen zwei Funktionen: Einerseits bilden sie ein starres Auflager, das die ölabstreifringe nahe dem Außenumfang unterstützt und in einem genau definierten Abstand hält; andererseits versperren sie den Zwischenraum zwischen den ölabstreifringen und gewährleisten dadurch das richtige Einführen der ölabstreifringe beim Einbau. Für die Aufnahme der ölabstreifringe steht jedoch nur der radiale Abstand zwischen den Stegen und den vor den äußeren Umfangskanten der Ringabschnitte liegenden Enden der Federfinger zur Verfügung, während die Ringabschnitte selbst einen zusätzlichen Raum hinter den Federfingern benötigen. Bei gegebener Tiefe der für die Aufnahme der ölabstreifringanordnung vorgesehenen Kolbennut können daher nur ölabstreifringe verringerter radialer Breite eingebaut werden, während bei gegebener radialer Breite der ölabstreifringe eine Kolbennut größerer Tiefe benötigt wird. Zur Erzielung eines ausreichenden radialen Abstandes zwischen den s beiden Stellen, an denen einerseits die Federringe und andererseits die Stege am Ölabstreifring angreifen, müssen ferner die Ringabschnitte über verhältnismäßig lange radiale Schenkel mit den Stegen verbunden sein. Der Abstands- und Spreizfederring ist daher wenig

stabil und erleidet beim Einbau der ölabstreifringe eine beträchtliche Verformung seiner Profilform zusätzlich zu der Verformung der Federfinger. Die Einbauverhältnisse sind daher schwierig zu kontrollieren. Die über die Federfinger radial nach innen hinausragenden Teile des Abstands- und Spreizfederringes, die zur Unterstützung der ölabstreifringe nicht beitragen, erfordern außerdem eine größere Breite des Metallstreifens, aus dem der Abstands- und Spreizfederring gefertigt wird, also einen zusätzlichen Materialaufwand.

Aus der US-PS 34 60 846 ist andererseits ein Abstands- und Spreizfederring bekannt, der zu der weitaus häufigeren Art gehört, bei welcher die durch axiale Stege verbundenen Ringabschnitte nicht in der Umfangsrichtung durchlaufend, sondern in abwechselnd durch die Stege miteinander verbundene Segmente unterteilt sind. Wie bei solchen segmentierten Abstandsund Spreizfederringen üblich, sind keine besonderen Federfinger vorhanden, sondern die zur Erzeugung der federnden Andruckkraft erforderliche Federwirkung wird durch die elastische Verformbarkeit der Stege und Segmente erzielt Bei diesem bekannten Abstands- und Spreizfederring sind die Stege in Abständen entlang den inneren Umfangskanten der Ringsegmente angeordnet und mit über die Ringsegmente axial hinausragenden angeformten Vorsprüngen versehen, die zum Angriff an den inneren Umfangskanten der ölabstreifringe bestimmt sind. An den äußeren Umfangskanten einiger oder aller Ringsegmente sind einstückig angeformte Streben aus der Ebene des Ringsegments derart herausgebogen, daß das Ende jeder Strebe an einem gegenüberliegenden Ringsegment anliegt. Die Streben dienen zur Versteifung der die ölabstreifringe unterstützenden Außenkantenbereiche des Abstands- und Spreizfederrings, und sie verhindern ein fehlerhaftes

Einsetzen der ölabstreifringe in das Innere des U-Profils des Abstands- und Spreizfederrings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstands- und Spreizfederring der eingangs angegebenen Art mit in der Umfangsrichtung durchlaufend ausgebildeten Ringabschnitten und Federfingern zu schaffen, der bei guter Materialausnutzung eine sehr stabile und gut kontrollierte Abstützung von ölabstreifringen mit im Verhältnis zur Nuttiefe großer radialer Breite ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Bei dem nach der Erfindung ausgebildeten Abstandsund Spreizfederring nehmen die durchlaufenden Ringabschnitte in radialer Richtung den Bereich zwischen

den beiden Unterstützungsstellen der ölabstreifringe ein. Sie können daher mit einer der radialen Ausdehnung dieses Bereichs entsprechenden Breite massiv ausgebildet sein. Diese massiven Ringabschnitte sind durch die am inneren Umfang angeformten Stege und durch die am äußeren Umfang angebrachten Streben zu einem Kastenprofil von großer Steifigkeit verbunden. Die Anordnung der Federfinger an den inneren Umfangskanten der Ringabschnitte erlaubt die

Aufnahme von ölabstreifringen, die sich fast über die ganze Tiefe der Nut erstrecken. Die auf die inneren Umfangskanten der ölabstreifringe wirkende Federkraft wird allein durch die Verformung der Federfinger erzeugt, während das Kastenprofil beim Einsetzen der ölabstreifringe keine Verformung erleidet. Dadurch ist eine stabile und gut kontrollierbare Abstützung der ölabstreifringe gewährleistet Di%se vorteilhaften Eigenschaften werden mit einer guten Materialausnutzung des zur Herstellung verwendeten Metallstreifens erzielt

Ein Aubführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Ölabstreifringanordnung, bei der Teile abgebrochen dargestellt sind, um darunterliegende Teile zu zeigen,

F i g. 2 eine Teilschnittansicht eines in einem Zylinder angeordneten Kolbens mit einer Kolbennut, in der die ölabstreifringanordnung von F i g. 1 liegt,

Fig.3 eine perspektivische Darstellung eines Teils des Abstands- und Spreizfederrings der Olabstreifringanordnung,

F i g. 4 eine Vorderansicht eines Teils des Abstandsund Spreizfederrings,

Fig.5 den Schnitt durch den Abstands- und Spreizfederring längs der Linie V-V von F i g. 4 und

Fig.6 eine Draufsicht auf einen Teil eines ausgestanzten Metallstreifens, aus dem der Abstands- und Spreizfederring der Fig.3 bis 5 durch Biegen hergestellt wird.

Eine ölabstreifringanordnung 10 weist einen Abstands- und Spreizfederring 11 auf, der zwei dänne geschlitzte federnde ölabstreifringe 12 und 13 aus Metall trägt Die Enden 12a des oberen ölabstreifrings 12 liegen in geringem Abstand voneinander, so daß dazwischen ein Spalt 14 besteht In gleicher Weise liegen die Enden 13a des unteren Ölabstreifrings 13 im Abstand voneinander, so daß dazwischen ein Spalt 15 besteht. Die Enden Hades Abstands- und Spreizfederrings 11 liegen jedoch aneinander an, so daß zwischen diesen Enden kein Spalt vorhanden ist und der Abstands- und Spreizfederring in seiner Betriebsstellung geschlossen ist.

Die Ölabstreifringanordnung 10 liegt in der ölringnut G eines Kolbens P, der im Zylinder C einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die Nut G weist Bohrungen H im Boden auf, die mit dem Innern des Kolbens in Verbindung stehen, damit eine freie Ölströmung in die Nut G möglich ist

Die ölabstreifringe 12 und 13 werden in axialem Abstand voneinander durch den Abstands- und Spreizfederring 11 gehalten, wobei sie an ihren inneren Umfangskanten vom Abstands- und Spreizfederring unter einem Winkel erfaßt werden, so daß sie einerseits in eine seitliche Dichtungslage gegen die Seitenwände der Ringnut und andererseits radial nach auben in eine Dichtungsanlage gegen den Zylinder C gedrückt werden. Die ölabstreifringanordnung 10 ermöglicht es, daß öl in der Ölnut zwischen den ölabstreifringen frei umlaufen kann, jedoch ein Durchsickern des Öls zwischen dem Kolben und dem Zylinder über die Ölabslreifringe hinaus verhindert wird.

Der Abstands- und Spreizfederring 11 weist in Umfangsrichtung durchlaufende obere und untere Ringabschnitte 16 und 17 auf, die durch einstückig angeformte Stege 18 in axialem Abstand voneinander und parallel zueinander gehalten werden. Die Stege 18 sind entlang dem inneren Umfang des Abstands- und Spreizfederrings in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet Jeder Steg 18 hat einen axial verlaufenden geradlinigen Abschnitt 18a und gekrümmte Endabschnitte 186, die sich radial nach außen zu den inneren Umfangskanten 16a und 17a der Ringabschnitte

16 und 17 hin erstrecken. Die Ringabschnitte 16 und 17 haben zwischen den inneren Umfangskanten 16a bzw. 17a und den äußeren Umfangskanten 166 bzw. 176 eine beträchtliche Breite, so daß sie flache obere und untere Ringflächen von beträchtlicher radialer Tiefe bilden.

Die Stege 18 wechseln mit Federfingern 19 und 20 ab, die sich vom oberen Ringabschnitt 16 bzw. vom unteren Ringabschnitt 17 aus erstrecken.

Jeder Federfinger 19 weist einen Hauptabschnitt 19a auf, der sich von einem abgerundeten oberen Abschnitt 196 aus nach unten erstreckt Der abgerundete obere Abschnitt 196 erstreckt sich von der inneren Umfangskante 16a des oberen Ringabschnitts 16 radial nach innen und zwar um die gleiche Strecke wie die abgerundeten Endabschnitte 186 der Stege 18. Der Hauptabschnitt 19a des Federfingers 19 ist axial nach unten gerichtet und radial nach außen geneigt (vgl. Fig.5), und er verläuft in geringem Abstand an der inneren Umfangskante 17a des unteren Ringabschnitts

17 vorbei. Die Endabschnitte 19c der Federfinger 19 ragen über den Ringabschnitt 17 hinaus nach unten und sind nach hinten abgebogen, so daß eine Anschlagfläche 19c/ gebildet wird, die unter einem Winkel von etwa 7° bis zu 12° gegenüber der Senkrechten verläuft

Die Federfinger 20 sind in der gleichen Weise ausgebildet wie die Federfinger 19 und weisen einen Hauptabschnitt 20a auf, der sich von einem abgerundeten Abschnitt 206 aus nach oben und außen erstreckt Die abgerundeten Abschnitte 206 erstrecken sich radial vom Ringabschnitt 17 nach innen, und zwar um die gleiche Strecke wie die Stege 18. Die Hauptabschnitte 20a erstrecken sich dicht zur inneren Umfangskante 16a des oberen Ringabschnitts 16 hin. Der Endabschnitt 20c jedes Federfingers 20 ragt nach oben über den oberen Ringabschnitt 16 hinaus und ist nach hinten abgewinkelt, und zwar unter dem gleichen Winkel wie der Endabschnitt 19c jedes Federfingers 19. Dadurch wird an jedem Federfinger 20 eine Anschlagfläche 2Od gebildet

Streben 21 und 22 sind abwechselnd an den äußeren Umfangskanten 166 bzw. 176 der Ringabschnitte 16 bzw. 17 angebracht Die Streben 21 erstrecken sich vom oberen Ringabschnitt 16 aus nach unten und stützen sich auf dem unteren Ringabschnitt 17 ab, während sich die Streben 22 vom unteren Ringabschnitt 17 aus nach oben erstrecken und auf dem oberen Ringabschnitt 16 abstützen. Die Streben 21 und 22 sind in gleichen Abständen voneinander um den Umfang des Abstandsund Spreizfederrings 11 herum verteilt und verhindern, daß die ölabstreifringe in den Profilkanal zwischen den Ringabschnitten 16 und 17 eingesetzt werden können.

Die ölabstreifringe 12 und 13 liegen im eingebauten Zustand mit ihren inneren Umfangskanten an den abgewinkelten Anschlagflächen 2Od bzw. 19c/ der Federfinger 20 bzw. 19 an; die Federfinger 19 und 20 üben radial und axial nach außen gerichtete Federkräfte auf die ölabstreifringe 11 und 12 aus, deren äußere Umfangskanten dadurch in eine gute Dichtungsanlage an der Zylinderwandung Cgedrückt werden.

Die ölabstreifringe 12 und 13 werden in der Nähe ihrer äußeren Umfangskanten von den Ringabschnitten 16 und 17 des Abstands- und Spreizfederrings 11 getragen und können sich frei auf den Auflageflächen

verschwenken, die von den Ringabschnitten 16 und 17 gebildet werden.

Der Abstands- und Spreizfederring 11 läßt sich leicht über den Kolben schieben und schnappt in die Nut G ein. Wenn seine Enden Ua in der Nut aneinander anliegen, hat der innere Umfang des Abstands- und Spreizfederrings einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der Nut C, so daß der Boden der Nut G im Abstand vom inneren Umfang der ölabstreifringanordnung liegt, vgl. F i g. 2.

Der Abstands- und Spreizfederring 11 wird in der Ringnut G in Umfangsrichtung nicht zusammengedrückt, und deshalb haben seine Enden 11a auch nicht die Neigung, einander zu überlappen. Es sind keine speziellen Endanschlaglaschen erforderlich, um eine Überlappung zu verhindern.

Der Federfinger 19 und 20 wirken unabhängig voneinander auf die ölabstreifringe 12 bzw. 13 ein, und die Federkraft dieser Federfinger geht von Grundflächen aus, die volle, durchlaufende Ringabschnitte 17 bzw. 16 sind. Im eingebauten Zustand liegen die Anschlagflächen 19c/ und 20c/ der Federfinger am inneren Umfang des Abstands- und Spreizfederrings 11, und die ölabstreifringe 12 und 13 können die gleiche radiale Tiefe haben wie bei anderen ölabstreifringanordnungen.

Der Abstands- und Spreizfederring 11 wird aus einem Rohling 23 hergestellt, der von einem kontinuierlichen Metallstreifen abgeschnitten ist. Der Rohling 23 weist parallele Seitenkanten 24 auf und ist derart ausgestanzt, daß Paare von quer verlaufenden Ausschnitten 25 gebildet werden, die durch Streifen 26 voneinander getrennt sind.

Die Streifen 26 sind abwechselnd an den Stellen 27 und 28 vom Rohling abgeschnitten.

Die Ausschnittpaare 25 sind ferner durch Streifen 29 voneinander getrennt, die breiter sind als die Streifen 26. Zwischen den Kanten 24 und den ausgestanzten Abschnitten 25 befinden sich durchlaufende Randabschnilte 30 und 31. Jeder Randabschnitt 30 bzw. 31 weist in Abständen Einschnitte auf, die abwechselnd über den Ausschnittpaaren 25 liegen. Der Randabschnitt 30 weist einen Längseinschnitt 32 auf, der parallel zur Kante 23 verläuft, und einen Quereinschnitt 33, der sich zur Kante 23 hin erstreckt. Der Längseinschnitt 32 hat etwa die gleiche Länge wie der Abstand zwischen zwei Streifen 29.

Der Randabschnitt 31 ist in ähnlicher Weise

ίο eingeschnitten und weist einen Längseinschnitt 34 auf, der in einen Quereinschnitt 35 übergeht.

Der Rohling 23 wird derart zu einer U-Profilform gebogen, daß die Randabschnitte 30 und 31 die oberen und unteren Ringabschnitte 16 und 17 des fertigen Abstands- und Spreizfederrings 11 bilden. Dabei bilden die Streifen 29 die Stege 18, die Streifen 26 bilden die Federfinger 19 und 20 und die ausgeschnittenen Abschnitte, die durch die Einschnitte 32 bis 35 ausgebildet sind, bilden die Streben 21 und 22. Der Abstands- und Spreizfederring 11 kann in Form eines fortlaufenden Streifens gefertigt werden, der dann in Abschnitte zerschnitten wird, die Abstands- und Spreizfederringe mit dem gewünschten Durchmesser ergeben. Diese Abschnitte werden dann derart zu einer Ringform gebogen, daß die Enden aneinander anstoßen. Dann erfolgt eine Wärmebehandlung in der Weise, daß die Enden der Ringe im freien Zustand aneinander anliegend bleiben. Das Material, aus dem der Ring hergestellt wird, kann Stahl sein, und es kann ein Prägeverfahren angewendet werden, um die Anschlagflächen 19c/und 20c/der Federfinger genau auszubilden. Die Wärmebehandlung kann in einer Erwärmung der fertigen Ringe bis auf etwa 816° C und anschließendem Abschrecken in öl bestehen. Danach folgt ein Temperverfahren, bei dem der Ring für eine Stunde auf etwa 316° C erhitzt wird, um die gewünschten Federeigenschaften und eine Härte im Bereich von Rockwell C 45 bis 55 zu erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Abstands- und Spreizfederring für eine Ölabstreifringanordnung, der als Schlitzring mit aneinanderstoßenden Enden aus einem einstückigen Metallstreifen durch Stanzen und Biegen hergestellt ist, mit zwei axial im Abstand voneinander Hegenden, im wesentlichen radial verlaufenden, in der Umfangsrichtung durchlaufend ausgebildeten Ringabschnitten, die durch entlang einer Umfangskante jedes Ringabschnitts in Abständen voneinander angeformte Stege miteinander verbunden sind, und mit Federfingern, die zwischen den Stegen abwechselnd an der gleichen Umfangskante des einen bzw. des anderen Ringabschnitts angeformt und zum jeweils anderen Ringabschnitt hin abgebogen sind, über den sie zum Angriff an der inneren Umfangskante eines ölabstreifrings axial hinausragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (18) und die Federfinger (19 und 20) an den inneren Umfangskanten (16a bzw. 17a,) der Ringabschnitte (16 bzw. 17) angeformt sind, daß das zum Angriff an der inneren Umfangskante eines ölabstreifrings (12 bzw. 13) bestimmte Ende (19c bzw. 2Oc) jedes Federfingers (19 bzw. 20) radial innerhalb der inneren Umfangskante (16a bzw. XTa) des jeweils anderen Ringabschnitts (17 bzw. 16) liegt, und daß an den äußeren Umfangskanten (16b und 17 b) jedes Ringabschnitts (16 bzw. 17) einstückig angeformte Streben (21 bzw. 22) in Umfangsrichtung abwechselnd aus der Ebene des einen bzw. des anderen Ringabschnitts zur Anlage am jeweils anderen Ringabschnitt herausgebogen sind.