DE2308206B2

DE2308206B2 - Dichtstreifenanordnung in kolben von kreiskolben-brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2308206B2
Application number: DE19732308206
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Ageo Saitama Maeda (Japan)
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1972-02-21
Filing date: 1973-02-20
Publication date: 1976-02-19
Also published as: DE2308206A1; JPS5143288Y2; JPS4896303U; US3902830A

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtstreifenanordnung in Kolben von Kreiskolben-Brennkraftmaschinen, in dessen Stirnwänden etwa parallel zu den Kolbenflanken jeweils zwei Nuten vorgesehen sind, die jeweils einen eine Gleitfläche aufweisenden Dichtstreifen aufnehmen.

Eine derartige Dichtstreifenanordnung ist aus der DT-AS 12 26 825 bekannt.

Die bekannte Dichtstreifenanordnung verwendet radial innere und radial äußere Dichtstreifen, die beide im allgemeinen aus Gußeisen bestehen. Diese Dichtstreifenanordnung ist in zweierlei Hinsicht nicht optimal. Erstens ist der Verschleißwiderstand des Gußmaterials insbesondere bei den harten Betriebsbedingungen, denen die radial äußeren Dichtstreifen ausgesetzt sind, nicht ausreichend bezüglich Lecksicherheit und Lebensdauer. Zweitens sind die Abnutzungserscheinungen an den inneren und äußeren Dichtstreifen sehr unterschiedlich, da trotz anderer Einsatzbedingungen — hier Abdichtung gegen Schmieröldurchtritt, dort Abdichtung gegen heiße Verbrennungsgase — gleiche Materialien verwendet sind. Das bedeutet, daß sich das Betriebsverhalten der Kreiskolben-Brennkraftmaschine im Laufe der Zeit verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtstreifenanordnung in Kolben von Kreiskolben-Brennkraftmaschinen zu schaffen, die eine hinreiched lange Betriebsdauer bei gleichbleibend guten Dichtungseigenschaften hat.

Zur Lösung dieser Aufgahe ist eine Dichtstreifenanordnung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Der radial äußere Dichtstreifen besteht aus Stahl und ist wenigstens an seiner Gleitfläche chromplattiert:

b) der radial innere Dichtstreifen besteht ebenfalls aus Stahl und ist wenigstens an seiner Gleitfläche ⁽ⁱ5 mit einer gehärteten Schicht versehen, dessen Härte so gewählt ist, daß beide Dichtstreifen etwa gleichem Verschleiß unterliegen.

Die DT-OS 16 01 836 beschreibt eine Dichtstreifenanordnung in Kolben von Kreiskolben-Brennkraftmaschinen, bei der die Dichtstreifen aus Stahldraht geformt und auf ihrer Gleitfläche chromplattiert sind. Die Chrürnplattierung macht die Dichtstreifen äußerst verschleißfest. Hier hat jedoch in radialer Richtung jeweils ein einziger Dichtstreifen die doppelte Aufgabe zu erfüllen, nämlich gegen die heißen Verbrennungsgase und gegen Schmieröldurchtritt abzudichten. Es ist klar, daß beim Zusammentreffen von Schmieröl mit heißen Verbrennjngsgasen an der Abdichtungsstelle das Schmieröl leicht selbst verbrennt. Die damit verbundenen Ablagerungen führen wiederum zu einer Erhöhung des Verschleißes. Lecken und eine nicht ausreichende Lebensdauer sind die Folge.

Der motortechnischen Zeitschrift »MTZ«, Jahrgang 11, Nr. 2, März/April 1950, S. 43 ist mit Bezug auf HutT-kolbenmaschinen ebenfalls zu entnehmen, durch Verchromen des dem Verbrennungsraum zugekehrten Kolbenrings, des sogenannten Feuerrings, dessen Verschleißfestigkeit zu verbessern. In welchen Materialien die darunterliegenden Kolbenringe ausgeführt sind. bleibt völlig außer Betracht.

Erfindungsgemäß erhalten also die inneren Dichtstreifen einen von den äußeren Dichtstreifen unterschiedlichen Aufbau. Dieser unterschiedliche Aufbau ist entsprechend den unterschiedlichen Bedingungen und Funktionen gewählt, denen die inneren und äußeren Dichtstreifen ausgesetzt sind bzw. welche die inneren und äußeren Dichtstreifen zu erfüllen haben. Es wird die relativ teure Chromplattierung für die inneren Dichtstreifen eingespart und trotzdem eine gute Abdichtung und hohe Lebensdauer erzielt. Innere und äußere Dichtstreifen sind bezüglich ihres Verschleißes angeglichen. Sie können beständig die gleiche Arbeiisfunktion ausführen und ermöglichen für eine lange Zeit ein gleiches Maß an Abdichtung.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der radial äußere Dichtstreifen wenigstens außerhalb der chromplattierten Gleitfläche gehärtet, so daß die korrodierenden Einflüsse der Verbrennungsgase vermiiidert werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Querschnitt einer Kreiukolben-Brennkraftmaschine mit Dichtstreifenanordnung und

F i g. 2 einen vergrößerten Querschnitt längs der 1 inie 11-11 in F i g. 1.

In F i g. 1 bezeichnet 1 das Mittelgehäuse einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine, 2 ein Seitengehäuse dieser Brennkraftmaschine und 3 die Exzenterwelle, die in dem Seitengehäuse 2 gelagert ist. Die Exzenterwelle trägt den Kolben 4. An den Ecken des Kolbens ist je eine Scheiteldichtung 5 vorgesehen. In die Kolbenstirn wände eingelassene Eckdichtungen 6 stützen sich an gegenüberliegenden Enden der Scheiteldichtung 5 ab. Zwischen benachbarten Eckdichtungen erstrecken sich in den Kolbenstirnwänden etwa parallel zu den KoI-benflanken eine radial innere und eine radial äußere Nut 7 bzw. 8. F i g. 2 zeigt diese Nuten im Querschnitt sowie die von diesen Nuten aufgenommenen Dichtstreifen.

Der von der radial inneren Nut 7 aufgenommene Dichtstreifen 10 besteht aus Stahl. Er weist eine gehärtete Schicht 92' auf, die durch Wärmebehandlung, z. B. Eintauchen in ein Härtebad und Tempern bzw. Anlassen, erzielt ist. Die gehärtete Schicht 92' ist zumindest

an der Gleitfläche 91 des Dichtstreifens ausgebildet. Eine in die Nut 7 eingesetzte Feder 11 beaufschlagt den Dichtstreifen 10 in Richtung gegenüberliegende Stirnwand des Seitengehäuses 2.

Der von der radial äußeren Nmi 8 aufgenommene Dichtstreifen 12 besteht ebenfalls aus Stahl. An seiner Gleitfläche 121. besitzt er eine Chromplattierung 122. Zusätzlich kann die Oberfläche des äußeren Dichtstreifens 12 ganz oder wenigstens außerhalb de~ Gleitfläche 122 gehärtet sein. Eine Feder 11 beaufschlagt auch diejen Dichtstreifen in Richtung gegenüberliegende Stirnwand des Seitengehäuses 2.

Durch die Chromplattierung an den äußeren Dichtstreifen wird erreicht, daß trotz schwerer Einsatzbedingungen, nämlich Abdichtung der heißen Verbrennungsgase, ein hinreichender Widerstand gegen Abnutzung und Anfressen erhalten wird. Für die inneren Dichtstreifen 10, die weniger gefährdet sind, da sie nicht unmittelbar mit den Verbrennungsgasen in Berührung kommen, ist die gehärtete Schicht 92' voll ausreichend. Da sowohl die inneren als auch die äußeren Dichtstreifen eine ihren jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßte Härte- oder Verschleißschicht aufweisen, ist die Größe des Verschleißes an beiden im wesentlichen die gleiche. Aus diesem Grunde gewährleistet die erfindungsgemäße Dichtstreifenanordnung für eine lange Zeit ein gleiches Maß an Abdichtung. Dadurch wird das Betriebsverhalten der Kreiskolben-Brennkraftmaschine beachtlich verbessert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtstreifenanordnung in Kolben von Kreiskolben-Brennkraftmaschinen, in dessen Stirnwänden etwa parallel zu den Kolbenflanken jeweils iwci Nuten vorgesehen sind, die jeweils einen eine Gleitfläche aufweisenden Dichtstreifen aufnehmen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Der radial äußere Dichtstreifen (12) besteht aus Stahl und ist wenigstens an seiner Gleitfläche (121) chromplattiert (122);

b) der radial innere Dichtstreifen (10) besteht ebenfalls aus Stahl und ist wenigstens an seiner Gleitfläche (91) mit einer gehärteten Schicht (92') versehen, deren Härte so gewählt ist, daß beide Dichtstreifen etwa gleichem Verschleiß unterliegen.

2. Dichtstreifenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eier radial äußere Dichtstreifen (12) wenigstens außerhalb der Gleitfläche (121) gehärtet ist.