DE2453344A1 - PISTON RING - Google Patents
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Description
KolbenringPiston ring
Die Erfindung bezieht sich auf Kolbenringe und insbesondere auf Kolbenringe mit zwei Ringelementen, die durch die hiermit zusammenwirkende Zylinderwand in Eingriff gehalten werden und mit einem Abstandshalter, der die Ringelemente spreizt und eine elastische Vorlast aufbringt. Ein derartiger Kolbenring soll als "Kolbenring der beschriebenen Art" bezeichnet werden.The invention relates to piston rings and more particularly on piston rings with two ring elements, which with this cooperating cylinder wall are held in engagement and with a spacer which spreads the ring elements and applies an elastic preload. Such a piston ring is said to be referred to as a "piston ring of the type described" will.
Kolbenringe dieser Bauart sind beispielsweise in den GB-PS 1 099 235 und 1 140 229 beschrieben.Piston rings of this type are described in GB-PS 1 099 235 and 1 140 229, for example.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Kolbenring der beschriebenen Bauart zwei Ringelemente und einen Abstandshalter-Ausdehnungsring auf, der die Ringelemente im Abstand zueinander hält und sie elastisch in Radiairichtung nach außen vorspannt, wobei der Abstandshalter-Ausdehnungsring mit seinen freien Enden stumpf gegeneinander liegt und eine Reihe von Teilen aufweist, von denen jeder zwei Paare nach innen gerichteter Arme besitzt, dem innere Enden durch entsprechende Abschnitte verbunden sind, die in Umfangsrichtung und axialbezüglich des Ausdehnungsrings vorstehen, während die inneren Enden in Berührung mit den Ringelementen stehen und auf diesen Lasten, wobei ein Abstandshalterelement zwischen den beiden Armpaaren Jedes Teils vorgesehen ist und der Abstandshalter mit der Mitte des Teiles verbunden ist und sich quer nach dem Raum weg von den Ringelementen amAccording to the present invention, a piston ring has type described two ring elements and a spacer expansion ring, which the ring elements in the distance holds to each other and they are elastic in the radial direction externally biased, the spacer expansion ring with its free ends butt against each other and comprises a series of parts, each of which has two pairs of inwardly directed arms, the inner ends are connected by corresponding sections in the circumferential direction and projecting axially with respect to the expansion ring while the inner ends are in contact with the ring members stand and on these loads, a spacer element being provided between the two pairs of arms of each part and the spacer is connected to the center of the part and extends across the space away from the ring elements
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äußeren Umfang des Abstandshalter-Ausdennungsringes erstreckt und wobei die Tei.le Mittel besitzen, um sie in UmfangSbichtung zu verbinden und diese Mittel . am äußeren Umfang des Abstandshalter-Ausdehnungsringes vorhanden sind,.outer periphery of the spacer expansion ring and wherein the parts have means for circumferential sealing to connect and this means. on the outer circumference of the spacer expansion ring available,.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegt das Abstandshalt er element dichtbenachbart zu einem der Armpaare.According to one embodiment of the invention, the spacing is located he element closely adjacent to one of the pairs of arms.
Gemäß einem 2weiten Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet das Abstandshalterelement den Querbalken eines "T"-gestalteten Teiles, der von der Mitte jeden Teiles vorsteht, wobei der Querbalken im wesentlichen im gleichen Abstand von jedem Armpaar liegt.According to a second embodiment of the invention, the spacer element forms the transverse bar of a "T" shaped part protruding from the center of each part, the transverse bar being substantially equidistant from each pair of arms.
Gemäß einem dritten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung sind die in Umfangsrichtung und axialverlaufenden Abschnitte, die die radial inneren Enden der Arme verbinden, umgebogen, wodurch die beiden Armpaare des Teiles dichter zusammengezogen werden und die Ringelemente werden durch die umgebogenen Abschnitte getragen und elastisch abgestützt.According to a third exemplary embodiment of the invention the circumferential and axial sections, which connect the radially inner ends of the arms, bent over, whereby the two pairs of arms of the part are drawn closer together and the ring elements are carried and elastically supported by the bent portions.
Eines der Probleme, das beim Entwurf von Abstandshalter-Ausdehnungselementen für Kolbenringe der beschriebenen Bauart auftritt, besteht darin, eine geringe Federkonstante zu erhalten, d.h. eine geringere Belastung für einen gegebenen Ausschlag der Teile des Ausdehnungselementes, das sich in Berührung mit den Ringelementen befindet» Der Erfindung liegt die Erkenntnis su Grunde, daß die Federkonstante dadurch vermindert werden kann, daß die Zahl der Teile vergrößert wird, von denen jeder zwei Armpaare und die entsprechenden in Umfangsrichtung verlaufenden Verbindungsabsehnitte pro Einheit der Umfangslänge des Kolbenringes besitzt«One of the problems encountered when designing spacer expansion elements occurs for piston rings of the type described is to obtain a low spring constant, i.e. less stress for a given deflection of the parts of the expansion element that are in contact with the ring elements is »The invention is based on the knowledge that the spring constant is reduced as a result it can be said that the number of parts is increased, each of which has two pairs of arms and the corresponding ones in the circumferential direction running connection segment per unit of the circumferential length of the piston ring «
Nachstehend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben» In der Zeichnung zeigen:The following are three embodiments of the invention described on the basis of the drawing »In the drawing show:
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Fig. 1 eine Grundrißansicht eines Zuschnitts für ein Abstandshalt er-Ausdehnungselement,Fig. 1 is a plan view of a blank for a spacer er expansion element,
Fig. 2 den Querschnitt eines Kolbenringes mit einem Abstandshalter· ausdehnungselement hergestellt aus dem Zuschnitt nach Fig. 1 und eingelegt in eine Kolbenringnut,Fig. 2 shows the cross section of a piston ring with a spacer expansion element made from the blank according to FIG. 1 and inserted into a piston ring groove,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Abstandshalter-Ausdehnungselementes nach Fig. 2,Figure 3 is a perspective view of a portion of the spacer expansion element according to Fig. 2,
Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Rohlings,FIG. 4 shows a view corresponding to FIG. 1 of a second Embodiment of the blank,
Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittansicht der zweiten Ausführungsform eingelegt in eine Kolbenringnut,FIG. 5 shows a sectional view of the second corresponding to FIG. 2 Embodiment inserted into a piston ring groove,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Teils des Abstandshalter-Ausdehnungselementes der zweit en Ausführungsform,Figure 6 is a perspective view of a portion of the spacer expansion element the second embodiment,
Fig. 7 eine den Fig. 1 und 4 entsprechende Ansicht eines Zuschnitts _ in einer dritten Ausführungsform,7 shows a view corresponding to FIGS. 1 and 4 of a blank in a third embodiment,
Fig. 8 eine den Fig. 2 und 5 entsprechende Schnittansicht der dritten Ausführungsform,8 is a sectional view corresponding to FIGS. 2 and 5 the third embodiment,
Fig. 9 eine den Fig. 3 und 6 entsprechende perspektivische Ansicht der dritten Ausführungsform des Abstandshalter Ausdehnungselementes. 9 is a perspective corresponding to FIGS. 3 and 6 View of the third embodiment of the spacer expansion element.
Gemäß Fig. 1 bis 3 besteht" der Abstandshalter-Ausdehnungselement-Zuschnitt aus einem Ausschnitteines flächen FederstahlstasLfens. In diesem Zustand besitzt der Zuschnitt eine Reihe von Teilen von im wesentlichen rechtwinkliger Gestalt mit abgerundeten Ecken und jeder Teil ist mit dem nächstfolgenden Teil auf einer Seite durch einen Mittelsteg 12 verbunden (außer an den beiden Enden des Elementes, die stumpf aneinanderstoßen). Jedes Teil 11 besteht aus zwei Armpaaren 13*14, wobei die Arme I3A,13B nach gegenüberliegenden Seiten von der Mitte des Elementes vorstehen und die Arme 14A,l4B des anderen PaaresAccording to FIGS. 1 to 3, there is "the spacer-expansion element blank from a section of a flat spring steel tube. In this state the blank has a number of parts of substantially rectangular shape with rounded ones Corners and each part is up with the next following part one side connected by a central web 12 (except at the two ends of the element, which butt together). Each part 11 consists of two pairs of arms 13 * 14, the Arms I3A, 13B facing opposite sides from the center of the element protrude and the arms 14A, 14B of the other pair
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in gleicher Meise nach entgegengesetzten Seiten von der Kitte her vorstehen. Die freien Enden der Arme 1j5A,14A sind durch einen Steg 15A verbunden, der parallel zur Achse des Elementes verläuft und in gleicher Weise sind die freien Enden der Arme 13B und 14B mit einem ähnlichen Steg 15B verbunden. Innerhalb der annähernd rechteckigen Fläche jedes Teiles 11, die von den Armen Y5,\h und den Stegen 15 definiert sind, befindet sich ein Abstandselement 16, das in der Mitte des Armpaares I3 ansetzt. Die Verbindung ist demgemäß auf jene des Streifens 12 ausgerichtet.■protrude in the same way on opposite sides from the cement. The free ends of the arms 1j5A, 14A are connected by a web 15A which runs parallel to the axis of the element and in the same way the free ends of the arms 13B and 14B are connected to a similar web 15B. Within the approximately rectangular area of each part 11, which are defined by the arms Y5, \ h and the webs 15, there is a spacer element 16 which attaches to the middle of the arm pair I3. The connection is accordingly aligned with that of the strip 12. ■
Der flache Zuschnitt gemäß Fig. 1 wird in einem Stanzvorgang längs von vier Faltlinien abgebogen, deren Gestalt aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich« Daraus ergibt sich, daß die Arme 15,14 fast rechtwinklig längs zweier Faltlinien abgebogen werden, die parallel zur Achse des Elementes liegen und dichtbenachbart zueinander liegen und auf beiden Seiten dem mittleren Verbindungsstreifen 12 anliegen. Die Abbiegung besitzt einen kleinen Radius, was durch die praktischen Erfordernisse bedingt ist. Durch Biegen der Arme 13* I2I- in Radialrichtung nach innen von dem mittleren Abschnitt des Elements werden die Abstandshalter 16, die -an der Mitte ansetzen, nicht nach innen gebogen und daher findet eine Scherwirkung statt, durch die die äußeren Teile des Abstandshalters l6 nicht von den Armen IJA und I3B getrennt werden.The flat blank according to FIG. 1 is bent in a punching process along four fold lines, the shape of which can be seen in FIGS of the element lie closely adjacent to one another and bear against the central connecting strip 12 on both sides. The bend has a small radius, which is due to the practical requirements. By bending the arms 13 * I 2 I- radially inward from the central portion of the element, the spacers 16, which attach to the center, are not bent inward and therefore a shear action takes place through which the outer parts of the spacer 16 cannot be separated from arms IJA and I3B.
Nach ihren äußeren Enden hin sind die Arme I3 und 14 im Gegensinn abgebogen,und zwar so, daß ihre Enden sich wenigstens teilweise in Axialrichtung des Ringes erstrecken, und zwar innerhalb des Abstandshalterelementes l6. Diese Enden der Arme Y^1Ik sind durchTeile I5 verbunden und es zeigt sich, daß bei der Benutzung des Motors die freien Enden der Arme I3,14 zusammen mit den Teilen 15 durch den radial nach innen gerichteten Druck der Ringelemente VJ Towards their outer ends, the arms 13 and 14 are bent in the opposite direction, in such a way that their ends extend at least partially in the axial direction of the ring, specifically within the spacer element 16. These ends of the arms Y ^ 1 Ik are connected by parts I5 and it is found that when the motor is used, the free ends of the arms I3,14 together with the parts 15 by the radially inward pressure of the ring elements VJ
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nach innen ausge-bogen werden und demgemäß elastisch die Ring el erneute 17 nach auswärts drücken. Die Ringelernente 17 werden durch den Abstandshalter 16 am radial äußeren Umfang des Abstandsha_ter-Ausdehnungselernentes gehalten. Beim Einbau in einen Motor liegt die Kolbenringanordnung in einer Nut IS des Kolbens 19 und der radial äußere Umfang der Ringelemente wirkt mit der Zylinderwand 20 zusammen.be bent inwards and accordingly elastically push the ring el again 17 outwards. The ringed duck 17 are held by the spacer 16 on the radially outer circumference of the spacer expansion element. During installation in an engine, the piston ring arrangement lies in a groove IS of the piston 19 and the radially outer circumference of the ring elements cooperates with the cylinder wall 20.
Es ist ersichtlich, daß der Abstand zwischen den Armpaaren eines Teils 11 und den Armpaaren 14 des benachbarten Teils durch die Größe des Preßwerkzeugs bestimmt wird, das erforderlich ist, um die" "Unförmigen Schlitze zu gestalten, durch die der Verbindungsstreifen 12 hergestellt wird. In gleicher Weise wird der Abstand zwischen den Armen 13 und eines jeden Teiles 11 bestimmt durch die Dicke des erforderlichen Preßwerkzeuges und durch die Breite (gemessen in Umfangsrichtung) des Abstandshalterelementes 16.It can be seen that the distance between the pairs of arms of one part 11 and the pairs of arms 14 of the adjacent part is determined by the size of the die required to shape the "" misshapen slots, by which the connecting strip 12 is made. In the same way, the distance between the arms 13 and of each part 11 determined by the thickness of the required pressing tool and by the width (measured in the circumferential direction) of the spacer element 16.
Bei dem in Fig. 4,5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kolbenring gleich jenem gemäß Fig.l bis 3 mit dem Unterschied, daß der Abstandshalter ΙβΑ kreuzartig ausgebildet ist und einen "T"-förmigen Ausleger bildet. Der vertikale Schenkel ΙβΒ des Abstandshalters ist mit dem Mittelteil gegenüber einem Verbindungsstreifen 12 angebracht. In diesem Falle kann der gleiche Spalt zwischen dem Abstandshalterelement 16,ΙβΑ und dem benachbarten Schenkel 14 beibehalten vier den, um eine Anpassung an die Breite des Preßwerkzeuges zu gewährleisten und die Abstände zwischen den Armen 13 und 14 eines jeden Teiles sind größer als bei der ersten Ausführungsform, und zwar um die Länge des Schenkels ΙβΒ und demgemäß wird"die Federkonstante des Schenkels nicht so niedrig wie bei der ersten Ausführungsform.In the embodiment shown in FIGS. 4, 5 and 6 the piston ring is the same as that according to Fig.l to 3 with the difference that the spacer ΙβΑ is formed like a cross and forms a "T" shaped cantilever. Of the vertical leg ΙβΒ of the spacer is with the Middle part attached opposite a connecting strip 12. In this case, the same gap can be used between the spacer element 16, ΙβΑ and the adjacent leg 14 retained four den in order to adapt to the width of the pressing tool to ensure and the distances between the arms 13 and 14 of each part are greater than in the first embodiment, namely by the length of the leg ΙβΒ and accordingly, "the spring constant of the leg does not become as low as that of the first embodiment.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 bis 9 stellt eine Abwandlung des AusführungsbeJspiels nach Fig. 4 bis 6 dar, beiThe embodiment according to FIGS. 7 to 9 represents a modification of the exemplary embodiment according to FIGS. 4 to 6
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welchem die Teile I5A,15B, die die freien Enden der Arme 13,14 verbinden j mit einer '.vellenausbiegung 21 versehen sind. Die Vv:elle wird vorzugsweise gleichzeitig mit der Biegung des flachen Zuschnitts hergestellt und bewirkt, daß die Arme 13,14 dichter aneinandergesogen werden, Indern wirksam die Verbindungsabschnitte 15A,15B verkürzt werden. Die Wellen 21 sind vorzugsweise konvex nach außen gekrümmt, so daß bei der Benutzung der innere Umfang der Ringelen.ente l'f auf den Seiten der Wellen ruht. Im übrigen gleichen die zweiten und dritten Au'sführungsbeis'oiele dem ersten Ausfuhrungsbeispiel.which the parts 15A, 15B, which connect the free ends of the arms 13, 14 are provided with a '.vellenausbiegung 21'. The Vv : elle is preferably produced at the same time as the bending of the flat blank and causes the arms 13, 14 to be drawn closer together by effectively shortening the connecting sections 15A, 15B. The shafts 21 are preferably curved convexly outwards, so that when in use the inner circumference of the ring elements l'f rests on the sides of the shafts. Otherwise, the second and third embodiments are the same as the first embodiment.
Weil die freien Enden des Abstandshalter-Ausdehniingselementes aneinanderstoßen, setzt eine Verminderung des Durchmessers der beiden Ring el em en te (durch Schließen des ojoalfces in ihrem umfang) das Abstandshalter-Ausdehnungselement unter !Compressionsaruck und so wird es veranlagt, die Kingelemente nach aul3en elastisch abzustutzen.Because the free ends of the spacer expansion element abut, sets a reduction in the diameter of the two ring elements (by closing the ojoalfces in their circumference) the spacer expansion element under! Compressionsaruck and so it is predisposed, the king elements outward to trim off elastically.
Außerdem brauchen die Ringelemente- 17 nicht notwendigerweise in Radialebenen zu liegen, well die Arme 13*14 der Abstandshalter-Ausdehnungselemente nicht benutzt werden, um die Ringelemente zu spreitzen, wie jedoch in den Pig. 2,5 und S dargestellt, können sie t.iit einer axialen Komponente ausgebildet sein. Daher kann die .[Compression des Abstandshalter-Ausdehnungselernentes nicht nur durch Schließen der Spalte zwischen benachbarten Armen 14,13 stattfinden, die benachbarte Enden von im Urn fangs-Dichtung verlaufenden Teilen lf5A auf der einen Seite und 15--3 auf der anderen Seite überbrücken und in Umfangsrichtung naher aneinanderliegen sondern eine Kompression des Abstandshalter- Ausdehnunjselernent es kann auch dadurch stattfinden, daß der Spalt zwischen den Armen I3A und 14A auf einer Seite und den Armen 133,14B auf der anderen Seite geschlossen wird, so daß die in Umfangsrichtung verlaufenden Teile 15A naher an die Umfangsteile 15B in Richtung parallel zur Mittelachse des Kolbenringes gebracht werden*In addition, the ring elements 17 do not necessarily need to lie in radial planes, well the arms 13 * 14 of the spacer expansion elements cannot be used to spread the ring elements, as in the Pig. 2.5 and S shown, they can be designed with an axial component. Therefore, the compression of the spacer expansion element not only take place by closing the gaps between adjacent arms 14,13, the adjacent ends of the urn catching seal running parts lf5A on one side and Bridge 15-3 on the other side and in the circumferential direction closer together but a compression of the spacer It can also take place in that the gap between arms I3A and 14A on one side and arms 133,14B on the other hand is closed so that the circumferential parts 15A closer to the peripheral parts 15B in the direction parallel to the central axis of the piston ring *
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Ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemaJ ausgebildeten Kolbenringes besteht darin, daß die Abstandshalterelernente zvrisehen Armen Vy3Xk eines jeden Teiles 11 liegen. Dadurch wird es möglich, benachbarte Teile 11 mit einem minimalen Abstand zueinander anzuordnen, der allein durch das I'reßwerkzeug bedingt 1st, welches die Schlitze zwischen benachbarten Armen 13,14 ausschneiden muß, die den-mittleren Verbindungsstreifen 12 definieren.An important feature of the piston ring designed according to the invention is that the spacer elements lie on two arms Vy 3 Xk of each part 11. This makes it possible to arrange adjacent parts 11 with a minimal distance from one another, which is caused solely by the pressing tool, which has to cut out the slots between adjacent arms 13, 14 which define the central connecting strip 12.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 1 kann die maximale Zahl von Teilen 11 bei einer gegebenen Urnf angslänge erreicht werden, weil das Abstandshalterelement 16 von den Armen Γ3Α,IJB durch das Schneidwerkzeug abgeschert bzw. gebogen wird und der Abstandshalter in einem minimalen Abstand von den Armen 14ä,14B entfernt liegt, der erforderlich ist, um das Preßwerkzeug zum Ausschneiden des Metalles dazwischen einzuführen.According to the preferred embodiment of FIG. 1, the maximum number of parts 11 can be achieved for a given length, because the spacer element 16 of the Arms Γ3Α, IJB sheared off or is bent and the spacer is a minimum distance from the arms 14a, 14B that is required, to insert the press tool for cutting out the metal in between.
Bei dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 4/und 6 ist ein etwas größerer Abstand zwischen den Armen 13*14 jeden Teiles 11 erforderlich, damit der Arm 16B ausgeschnitten werden kann. Dieser Nachteil wird jedoch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7*8 und 9 dadurch vermieden, daß die tJberbr Uckungsteile 15 gewellt werden um die Arme 13*14 jeden Teiles 11 zusammenzuziehen. In the embodiment according to FIGS. 4 / and 6 there is something greater distance between the arms 13 * 14 of each part 11 required for arm 16B to be cut out. However, this disadvantage is shown in the embodiment 7, 8 and 9 are avoided by the bridging parts 15 are corrugated in order to draw the arms 13 * 14 of each part 11 together.
Der VJellvorgang kann erforderlichenfalls auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 angewandt werden·If necessary, the adjustment process can also be carried out in the embodiment according to Fig. 1 to 3 are applied ·
Die Kolbenringe der beschriebenen Bauart werden auch zum Zwecke der ölsteuerung benutzt.The piston rings of the type described are also used for the purpose of oil control.
Die dargestellten Ausführungsformen stellen nur Ausführungsbeispiele dar und im Rahmen dieser'Ausführungsbeispiele sind Abänderungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The illustrated embodiments are only exemplary embodiments and are within the scope of these exemplary embodiments Changes possible without departing from the scope of the invention.
509822/0629 Patentansprüche: BAD ORIGINAL ./.509822/0629 Patent claims: BAD ORIGINAL ./.
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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Families Citing this family (1)
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- 1974-11-15 FR FR7437646A patent/FR2251713B1/fr not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |