DE2711018C2 - Ölabstreif-Kolbenring, insbesondere für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Ölabstreif-Kolbenring, insbesondere für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine profiliertes, ringförmig gebogenes Metallband zur Verwendung als ölabstreifer
oder als Spreizfederring, insbesondere für Brennkraftmaschinen,
welcher alternierende, vom Rand des Metallbandes ausgehende und im wesentlichen axial
verlaufende, einander überlappende und somit federnde Stege bildende Einschnitte aufweist
Olabstreif-Kolbenringe, die aus einem beispielsweise
nach außen hin offenen, im Querschnitt U-förmig profilierten und ringförmig gebogenen Metallband
bestehen, sind vielfach bekannt. Derartige Kolbenringe stützen sich entweder über radial nach innen gerichtete
federnde Zungen auf dem Nutgrund der Kolbennut ab oder sind im Umfangsrichtung selbstfedernd gestaltet.
Bei einer besonderi bevorzugten Ausfuhrungsform sind in das Metallband abwechselnd vom Rand desselben
ausgehende und im wesentlichen axial verlaufende, alternierende Einschnitte eingearbeitet, die sich im
mittleren Bandbereich überlappen und somit federnde Stege bilden. Auch werden nach außen oder innen hin
offen profilierte und in Umfangsrichtung federnde Metallbänder als Spreizfederringe für lamellenförmige
Abstreifringe verwendet. Die Spreizfederringe weisen dann im Bereich ihrer radial inneren Flankenränder
axial abgebogene Füßchen auf, die zur radialen und vielfach auch axialen Stützung der Abstreifringe dienen.
Insbesondere zeigt das DE-Gebrauchsmuster 66 01 127 einen solchen, U-förmig profilierten Spreizfederring mit
nach außen hin offenem Querschnitt mit verschiedenartig, am Innenumfang beidseitig axial herausgeformten
Stützfüßchen zur Aufnahme von Stahlband-Lamellenringen. Die Stützfüßchen sind dabei im Bereich der
Falzstellen zwischen den Flankenbereichen und dem Umfangsbereich des Spreizfederringes vorgesehen und
führen dabei einseitig zu einer partiellen Verringerung der jeweils zwei Flankensegmente miteinander verbindenden
Federstegbreite. Die wechselseitige Querschnittsverringerung der Federstege beeinflußt dabei
30
45
50
55
bl) maßgeblich die Verformung der Flankensegmente beim
Spannen der Spreizfederringe in Umfangsrichtung.
Die US-PS 27 64 458 beschreibt direkt das Problem der Flankenverformung derartiger Kolbenring-Konstruktionen.
Beim Einbau eines solchen olabstreif-Kolbenringes
läßt sich nämlich durch das Zusammendrücken des profilierten Metallbandes in Umfangsrichtung
je nach Steifigkeit der Die Flankensegmente miteinander verbindenden Federstege eine Durchbiegung der
Rankensegmente in axialer Richtung nicht vermeiden, da der Verformungswiderstand der Flankensegmente,
bezogen auf eine tangentiale Biegeachse, in der Regel
wesentlich geringer ist als der Verformungswiderstand der etwa rechtwinklig dazu verlaufenden Federstege im
Bereich der mittleren Metallbandbreite. Derartige Verformungen der Ringflanken verhindern eine ganzflächige und dichtende Anlage des Ölabstreif-Kolbenringes
insbesondere an der brennraumseitigen Kolbennutflanke, wodurch auch der Rankenverschleiß wesentlich
erhöht wird. Aus diesem Grund ist bereits ein Nachschleifen des Ölabslreif-Kolbenringes im gespannten
Zustand entsprechend dem US-Patent 27 64 458 vorgeschlagen worden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebene Art von ölabstreif-Kolbenringen
dahingehend zu verbessern, daß die beim Einbau des Kolbenringes auftretenden Flankenverformungen
weitgehend eliminiert werden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die die Rankensegmente miteinander verbindenden Federstege
jeweils zwei definierte, biegeweiche Stellen aufweisen, die außerhalb der Flankenbereiche des
profilierten Metallbandes liegen. Durch die elastische Ausbildung der Federstege wird sichergestellt, daß beim
Spannen des Metallbandes in Umfangsrichtung ausschließlich die Federstege im Bereich der biegeweichen
Stellen überwiegend elastisch verformt werden, während die biegesteifen Flankensegmente des Metallbandes
formstabil bleiben. Eine zusätzliche Nachbearbeitung der Flankensegmente kann somit durch die
definierte biegeweiche Verformbarkeit der Federstege vermieden werden.
Besonders einfach lassen sich derartige biegeweiche Stellen der Federstege durch partielle Verbreiterungen
der alternierenden Einschnitte erzielen, wobei es aus fertigungstechnischen Gründen empfehlenswert erscheint,
die partiellen Verbreiterungen als kreisförmige Ausnehmungen zu gestalten. Die Ausnehmungen
können unterschiedliche Formen, Größen und/oder Lagen aufweisen, wodurch gegebenenfalls erwünschte
unsymmetrische Kraftverhältnisse im Querschnitt des Metallbandes erzielt und damit eine bewußte Verdrehung
desselben in der Kolbennut erreicht bzw. unterschiedliche radiale Spreizkräfte auf die Lamellenringe
ausgeübt werden.
Anstelle besonders geformter Ausnehmungen können auch andere, an sich bekannte Maßnahmen, zum
Beispiel Weichglühen, zur partiellen Verringerung des Verformungswiderstandes der Federstege angewendet
werden.
Die Erfindung läßt sich sowohl bei solchen ölabstretf-Kolbenringen
anwenden, die aus einem Metallband mit radial nach außen hin offenem, U-förmigem Querschnitt
bestehen, als auch bei Metallbändern mit radial nach innen hin offenem Querschnittsprofil, wobei im
letzteren Fall das Metallband entweder direkt als Kolbenring wirkend an der Zylinderwand anliegt oder
aber als Spreizfeder für mindestens einen, vorzugsweise
zwei lamellenförmigen Abstreifringe dient
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigen
F i g. 1,2 und 3 eine herkömmliche Ölabstre if-Kolbenring-Konstruktion
in verschiedenen Darstellungen,
Fig.4, 5 und 6 eine erfindungsgemäße ölabstreif-Kolbenring-Konstruktion
in den gleichen Darstellungen,
Fi g. 7 und 8 eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen
ÖljbsUeif-KoIbenring-Konstruktion mit zusätzlichen
Abstreifringen.
Γη F i g. 1 ist ein herkömmlicher, aus einem im Querschnitt U-förmig profilierten Metallband 1 hergestellter
Ölabstreif-Kolbenring dargestellt Durch alternierend vom Rand 2,3 des Metallbandes I ausgehende,
im wesentlichen axial verlaufende Einschnitte 4, S, die in der mittleren Zone 6 des Metallbandes einander
überlappen und somit die Stege 7 bilden, — siehe auch hierzu Fig.2 und 3 — ist das ringförmig gebogene
Metallband 1 in Umfangsrichtung federnd gestaltet Solche selbstfedernden Kolbenringe werden zur Erzielung
eines radialen Dichtdruckes im Einbauzustand auf einen kleineren Durchmesser gespannt indem das
Metallband I in Umfangsrichtung zusammengedrückt wird, vgl. Fig.3. Aufgrund des geringeren Verformungswiderstandes
im Bereich der Flankensegmente 8, 9 biegen sich diese relativ stark durch, so daß die
Flankenfiächen 10,11 des Kolbenringes nur noch einen
punkt— beziehungsweise linienförmigen Kontakt mit der nicht weiter dargestellten Kolbennutflanke erreichen.
Dies führt zu erhöhtem Verschleiß und Undichtig
keit
Das in den F i g. 4 bis 6 dargestellte, erfindungsgemäße
Ausführungsbeispiel eines Ölabstreif-Kolbenringes besteht ebenfalls aus einem U-förmig profilierten
Metallband 12, welches durch alternierende Einschnitte 13, 14 in Umfangsrichtung federnd verformbar ist. Die
Stege 15 weisen jedoch besondere biegeweiche Stellen 16, 17 auf, die beim Spannen des Metallbandes 1 sich
elastisch verformen, während die Flankensegmente 18,
ι« 19 formstabil bleiben, so daß letztere im Einbauzustand
— wie in F i g. 6 gezeigt — vollflächig in einer Ebene liegen und somit an der nicht weiter dargestellten
Stellen 16, 17 der Federstege 15 sind kreisförmige Ausnehmungen 20 im Bereich der Einschnitte 13, 14
vorgesehen. Die Ausnehmungen 20 sind im mittleren Meullbandbereich eingearbeitet, so daß die biegweichen
Stellen 16, 17 der Federstege 15 außerhalb der
Flankensegmente 19 liegen. In F i g. 7 ist ein Ölabstreif-Kolbenring
dargestellt, der aus einem nach innen hin offenen, im Querschnitt U-förmig profilierten Metallband
21 besteht, welches axial abgebogene Füßchen 22, 23 aufweist, die sich hinter lamellenförmige Abstreifringe
24,25 erstrecken. Das Metallband 21 dient in diesem Fall lediglich als Spreizfederring für die Abstreifringe
24, 25. Eine Ansicht des Metallbandes 21 zeigt Fig.8.
Die alternierenden Einschnitte 26, 27 weisen an ihren Enden kreisförmige Ausnehmungen 28 auf, die zu
w entsprechend biegeweichen v^uerschnittsbereichen 29,
30 der Federstege 31 außerhalb der Flankenbereiche 32, 33 führen.
-I
Claims (4)
1. Profiliertes, ringförmig gebogenes Metallband zur Verwendung als ölabstreifer oder als Spreizfederring,
insbesondere für Brennkraftmaschinen, s welcher alternierende, vom Rand des Metallbandes
ausgehende und im wesentlichen axial verlaufende, einander überlappende und somit federnde Stege
bildende Einschnitte aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federstege (15, 31) jeweils zwei definierte, biegeweiche Stellen (16, 17;
29,30) aufweisen, die außerhalb der Flankenbereiche
(18,19; 32,33) des profilierten Metallbandes (12,21)
liegen.
2. Metallband nach Anspruch 1, dadurch gekenn- '5
zeichnet, daß die biegeweichen Stellen (16, 17; 29, 30) der Federstege (IS; 31) durch partielle
Verbreiterungen der Einschnitte (13, 14; 26, 27) gebildet sind.
3. Metallband nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen
(20, 28) unterschiedliche Formen, Größen und/oder Lagen aufweisen.
4. Metallband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die biegeweichen Stellen der Federstege durch partielles Weichglühen erzeugt sind.
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