DE2412186A1

DE2412186A1 - Kolbenring

Info

Publication number: DE2412186A1
Application number: DE19742412186
Authority: DE
Inventors: Harold Taylor Hill; Vernon Charles Wayma Silvester
Original assignee: Wellworthy Ltd
Current assignee: Wellworthy Ltd
Priority date: 1973-03-20
Filing date: 1974-03-14
Publication date: 1974-09-26
Also published as: JPS5035561A; FR2222583A1; IT1010811B; ES424442A1

Description

Psfentenwilte Dr. Hugo Wilckeii l.-lns. Thrn .s Wilcken Dipl.-Chem. Dr. Wolfgang Läufer

24 Lübeck, Breite Straße 52-34 .__.

13. März 1974

Anmelder:

Wellworthy Limited, Lymington, Hampshire (England)

Kolbenring

Die Erfindung betrifft Kolbenringe und insbesondere Ölabstreifringe mit einer Wendelfeder, die in eine innere Nut des Kolbenringes eingesetzt ist und gespannt wird, wenn sich der Kolbenring in einer Kolbenringnut in Stellung befindet, wobei die Wendelfeder einen Druck ausübt, durch den der Kolbenring in Kontakt mit einer Zylinderwandung gedrückt wird.

Wenn die Feder aus einem Draht mit kreisförmigem.Profilquerschnitt hergestellt ist, übt die Feder einen hohen Druck entlang einer Kontaktlinie aus, wobei jede Windung der Wendelfeder gegen die innere Nut des Kolbenringes anliegt, in welcher die Feder gehalten ist. Aufgrund der durch die schnellen Umkehrungen der Trägheitskräfte in einem Motor vorkommenden Bewegungen reibt die Wendelfeder in ihrem Sitz, und dabei bilden sich eine Reihe von kleinen Nuten, die den Windungen der Feder gegenüberliegen, wobei diese Nuten die Feder tatsächlich in einer festen Position einkeilen und die-Feder am Ausdehnen zwecks Nachstellung des Ringandruckes hindern, so daß der Ölabstreifring unwirksam wird. Es ist vorgeschlagen worden, eine Feder mit einer flachen zylindrischen Fläche entlang der Wendelaußenseite herzustellen, um einen breiteren Sitz für die Feder in ihrer Nut vorzusehen. Wenn die Wendelfeder jedoch in ihre Form gebogen ist, um in die

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Innenseite der Ringnut zu passen, liegt die zylindrische Fläche jeder Windung der Wendelfeder wie eine Profilsehne an der kreisförmigen Fläche des Federsitzes in der Nut an, und gleichfalls ist dadurch ein starkes Reiben bzw. Fressen mit den Kanten jedes Endes der Profilsehne gegeben.

Die Erfindung sieht einen Kolbenring mit einer Wendelfeder vor, die in eine innere Nut des Ringes eingesetzt ist, wobei die äußere Oberfläche der einzelnen Windungen der Feder eine Form aufweist, die dem Radius des FederSitzes der Nut, gegen den die Feder anliegt, angepaßt ist. Dadurch wird die Feder über einen bestimmbaren Bereich des Sitzes der Ringnut zur Anlage gebracht, wodurch die Tendenz zum Fressen bzw. zur Reibabnutzung beträchtlich reduziert ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Wendelfeder aus einem Draht mit rundem Profilquerschnitt hergestellt, wobei der Draht mit einem Rollenpaar gerollt wird, wobei wenigstens eine Rolle eine konkav gewölbte Fläche aufweist. Der Radius dieser Wölbung entspricht dem Radius des Federsitzes der Nut auf der Innenseite des Kolbenringes, so daß, wenn der Draht zu einer Wendelfeder gewickelt wird, die äußere Oberfläche der einzelnen Windungen in eine Form gebracht ist, die dem Radius der Ringnut, in welcher die Feder eingesetzt ist, entspricht oder diesem angepaßt ist.

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Die Erfindung ist nachstehend an einem in der anliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1 und 2 teilweise Schnittansichten durch

eine Windung einer Feder und ihren Sitz, die entsprechend vorbekannte Konstruktionen zeigen,

Figur 3 eine teilweise Schnittansicht durch

eine· Windung einer Feder und ihren Sitz, wobei das Prinzip der Erfindung dargestellt ist,

Figur 4 einen Radialschnitt durch eine Ausführung sform eines Kolbenringes nach der Erfindung,

Figur 5 einen Schnitt nach der Linie Y-V der

Figur 4 durch einen Umfangsabschnitt des Kolbenringes.

Um darzustellen, wie die unerwünschte Reibabnutzung bei den vorbekannten Konstruktionen zustandekommt, wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, und diese zeigt einen Linienkontakt L, der zwischen jeder Windung einer Wendelfeder A und ihrem Sitz B erhalten wird, wenn die Wendelfeder aus einem Draht mit kreisförmigem Profilquerschnitt gewickelt ist.

Figur 2 zeigt Kanten C, die an jedem Ende einer Profilsehne entstehen, wobei diese Sehne vom Schleifen des Umfangs der Wendel-

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feder A entsteht, um eine flache zylindrische Fläche F entlang der Außenseite der Feder zu bilden.

Mit jeder der vorerwähnten Konstruktionen ist eine Reibabnutzung gegeben, wodurch die Wendelfeder tatsächlich in einer festen

sie. Stellung in ihrem Sitz eingekeilt wird und wodurch wiederum an ihrer Ausdehnung gehindert ist, um den gewünschten Anlagedruck des Kolbenringes zu bewirken.

Figur 3 zeigt das Prinzip der Erfindung, und ein Teil einer Windung einer Wendelfeder ist mit 1 bezeichnet und steht mit einem Sitz 2 in Eingriff, der für die Wendelfeder innerhalb des Kolbenringes vorgesehen ist. Die Wendelfeder weist einen ovalen Profilquerschnitt auf und ihre äußere Oberfläche 1a ist verrundet oder gewölbt ausgebildet, derart, daß der Wölbungsradius mit dem Radius des Sitzes 2 übereinstimmt oder diesem angepaßt ist. Die Wendelfeder wird aus einem Draht mit kreisförmigem Profilquerschnitt hergestellt, der zwischen zwei Rollen mit konkav gewölbten Flächen gerollt wird, um ihn so zu verformen, daß ein Teil seiner Oberfläche mit dem Radius des Sitzes 2 übereinstimmt oder diesem Radius angepaßt ist, so daß jede Windung der Feder in Umfangsrichtung über einen beträchtlichen Teil ihrer gesamten Wölbungsfläche 1a auf dem Sitz 2 tragen wird.

In den Figuren 4 und 5 ist nun ein Kolbenring gezeigt, der einen zentralen ringförmigen Stegteil 3 mit zwei radial auswärts gerichteten Kragteilen 4 und zwei radial einwärts gerichteten

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Flanschen 5 umfaßt. Die Umfangsfläche der auswärts gerichteten Kragteile 4 sind dazu gedacht, mit einer Zylinderwandung in Eingriff zu gelangen, und der Zwischenraum zwischen den einwärts gerichteten Flanschen 4 bildet eine Nut 6, in welcher eine ringförmige Expanderfeder 7 eingesetzt ist, die aus einem Draht mit ovalem Profilquerschnitt gebildet ist, wie es in Figur 3 gezeigt ist. Die Windungen 1 der Feder liegen gegen die geneigten Sitzflächen 2 der Nut 6 an, und jede einzelne Windung der Feder weist eine äußere Oberfläche 1a auf, deren Radius mit dem Radius der Sitzflächen 2 übereinstimmt oder diesem Radius angepaßt ist. Die Wendelfeder 7 wird daher über einen beträchtlichen Bereich der gesamten Rollänge des Drahtquerschnittes gegen die Sitzflächen anliegen, und die Belastungskraft der Feder wird im wesentlichen gleichmäßig verteilt werden, um so wesentlich jede Tendenz der Reibabnutzung der Sitzflächen 2 durch die Feder zu vermindern.

Während eine besondere Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es klar, daß verschiedene Abänderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann der Kolbenring andere Formen als die dargestellte aufweisen. Ebenfalls kann der Draht auch auf andere Weise zu dem gewünschten Profilquerschnitt verformt werden, als es vorstehend beschrieben ist.

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Claims

Dr. Hugo Wilcken q / 1 O 1 Q C

DFpL-In₂. Thomas Wilcten * ^ ' ^Z ' °

DFpL-Chem. Dr. Woifgang Laufer

24 Lübeck, Breite Straße 62-54 -

~^fc* 13. MSn 1974

Anmelder:

Wellworthy Limited, Lymington, Hampshire (England)

Ansprüche

M J Kolbenring mit einer in eine innere Nut des Kolbenringes eingesetzten Wendelfeder, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche der einzelnen Windungen der Wendelfeder eine Form aufweist, die dem Radius des Federsitzes der Nut, gegen den die Feder anliegt,angepaßt ist.
2. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federsitz der inneren Nut aus einer Yielzahl von einen Abstand voneinander aufweisenden ringförmigen Sitzflächen besteht .
3« Kolbenring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf zwei sich gegenüberliegenden Seitenwandungen der inneren Nut je eine ringförmige Sitzfläche vorgesehen ist, wobei die Sitzflächen zueinander geneigt verlaufen.
4. Kolbenring nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekenn^- zeichnet, daß die Wendelfeder aus einem Draht mit ovalem Profilquerschnitt gewickelt ist.

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- α _
Λ-
5. Kolbenring nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelfeder aus einem Draht mit kreisförmigem Profilquerschnitt hergestellt ist, wobei der Draht mittels zweier Rollen zur Erzielung eines ovalen Profilquerschnittes ver-' formt ist, von denen wenigstens eine Rolle eine konkav gewölbte Fläche aufweist, deren Wölbungsradius mit dem Radius des Federsitzes der Nut, gegen den die Wendelfeder zur Anlage kommt» übereinstimmt oder diesem angepaßt ist.

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