DE2720297B1 - Mehrteiliger Ölabstreifring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen ölabstreifring, bestehend aus einer durch etwa axial verlaufende, einander überlappende Einschnitte in Umfangsrichtung federnd gemachten, einen profilierten in sich steifen Querschnitt aufweisenden und ringförmig gebogenen Stahlbandfeder und mindestens einem von der Feder getragenen Lamellenring.

Zur Reduzierung der Verlustleistung der Kolben-Kolbenringgruppe sowie zur Verbesserung ihres Verschleißverhaltens fordert die Automobilindustrie unter anderem fremdgespannte Stahlband - ölringe der oben beschriebenen Art mit möglichst geringer Tangential- «> kraft einerseits und möglichst gleichbleibender ölabstrcifender Wirkung andererseits. Eine reduzierte Tangentialkraft des ölabstreifringes ist zum Beispiel ohne weiteres durch entsprechende Auslegung der Federkennung einer ringförmig gebogenen und durch etwa axial verlaufende, einander überlappende Einschnitte segmentierten Stahlbandfeder mit U-förmigem Querschnitt zu erreichen. Mit einer stärker reduzierten Tangentialkraft ist aber ein geringerer Anpreßdruck der mit der Stahlbandfeder zusammenwirkenden Lamellenringe an die Zylinderwandung verbunden, so daß von der idealen, kreisrunden Form der Zylinderlauffläche abweichende Konturen nur in verringertem Maße vom Kolbenringsystem ausgeglichen werden und Durchlässe mit erhöhtem Ölverbrauch und Leistungsabfall entstehen. Ein Ausgleich dieses mit einer reduzierten Tangentialkraft verbundenen verringerten sogenannten Formfüllvermögens ist jedoch über eine gleichzeitige Verringerung der radialen Lamellenwandstärke zu erreichen. ω

3-teilige ölabstreifringe, bestehend aus einer U-förmig gebogenen und segmentierten, aus einem Stahlband gefertigten Feder und zwei von oben beziehungsweise von unten auf den U-Schenkeln aufliegenden Lamellenringen, sind beispielsweise aus dem US-PS 26 95 825 und 28 93 801 bekannt. Die zur Erzeugung des radialen Anpreßdruckes in axialer Richtung nach außen abgebogenen U-Schenkelenden der Stahlbandfeder nach der US-PS 26 95 825 gestatten jedoch nicht ohne weiteres den Einsatz von Lamellenringen mit geringer radialer Wandstärke, denn die dadurch bedingte, radiale Bautiefe der Stahlbandfeder birgt insbesondere bei der Montage die Gefahr des Herausgleitens des gesamten Ringsystems beziehungsweise der durch die Stahlbandfeder abgestützten Lamellenringe aus der Kolbennut — das sogenannte Popout — in sich.

Nach dem Vorschlag der US-PS 28 93 801 sind die U-Schenkel der Stahlbandfeder nicht an ihrem Ende in axialer Richtung abgebogen, sondern die Federschenkel sind etwa in der Mitte ihrer radialen Erstreckung divergierend gekröpft. Die verbleibenden freien Schenkelenden der Stahlbandfeder liegen somit bei der Montage stützend an den äußeren Nutflanken an, so daß im Prinzip der Einsatz von Lamellenringen mit geringerer radialer Wandstärke möglich ist. Diese Lösung ist jedoch noch nicht zufriedenstellend, denn in Wirklichkeit sind die Obergänge zwischen Nutgrund und den Nutflanken einer vorgegebenen Kolbenringaufnahmenut nicht, wie in den vereinfachten Darstellungen meist ausgeführt, rechtwinklig, sondern sie sind fertigungstechnisch bedingt abgerundet. Ein radialer Anschlag der freien Enden der Stahlbandfeder an den abgerundeten Nutengrund ist deshalb nicht möglich, das heißt, bei der Zentrierung des Ölabstreif-Kolbenringes gegenüber dem Kolben kann eine mit dem Nutengrundradius identische radiale Weglänge nicht ausgenutzt werden.

Die DE-AS 12 97 423 offenbart zwar eine ölabstreifring-Konstruktion mit nicht gekröpften und mit definiertem Abstand zur Kolbennutflanke sich erstrekkenden Federschenkeln. Durch die besondere Lagerung der Lamellenringe auf jeweils vom entgegengesetzten Federschenkel abgebogenen und sich durch den Federquerschnitt erstreckenden, federnden Füßchen ist ein radial weiter innen liegender Federbereich als die Füßchen tragender Sockel erforderlich, der zwar eine Zentrierung zwischen Stahlbandfeder und Kolbennutgrund sicherstellt, aber darüber hinaus ein relativ breites Metallband für die Herstellung der Stahlbandfeder erfordert.

Aus anderen Druckschriften ist weiterhin bekannt, zu unterschiedlichen Zwecken radial nach innen abgebogene Federsegmente vorzusehen. So zeigt die DE-OS 21 07 553 eine die Kolbennut nahezu vollständig ausfüllende Stahlbandfeder mit innerhalb des Federquerschnittes radial nach innen oder außen abgebogenen Zungen, die ausschließlich zur direkten oder indirekten axialen Abstützung der Lamellenringe dienen. Bei dem einteiligen Ölabstreif-Kolbenring nach der US-PS 36 50 537 ist der Ringkörper in Umfangsrichtung relativ starr. Am Innenumfang radial nach innen abgebogene Lappen dienen zur federnden Abstützung des Ringes auf dem Nutengrund des Kolbens. Schließlich zeigt die US-PS 22 73 691 einen ebenfalls die Kolbennut nahezu vollständig ausfüllenden, einteiligen Ölabstreif-Kolbenring in Form eines nach außen hin offenen, U-förmig profilierten Stahlfederringes, der durch alternierende axiale und einander überlappende Einschnitte segmentiert und in Umfangsrichtung federnd gemacht ist.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen mehrteiligen ölabstreifring zu schaffen, dessen Stahlbandfeder mit profiliertem Querschnitt und alternierend etwa axial verlaufenden, einander überlappenden Einschnitten die Verwendung von Lamellenringen mit möglichst geringer radialer Wandstärke bei guter

Montagesicherheit und Zentrierbarkeit gestattet und gleichzeitig eine Materialersparnis durch Verwendung eines relativ schmalen Stahlbandes für die Federherstellung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß einzelne, am Innenumfang der Stahlbandfeder verteilte, in einer Ebene der Federschenkel liegende und radial nach innen weisende Füßchen vorgesehen sind, die im Einbauzustand mit Distanz zum Kolbennutboden enden. Insbesondere sind bei einer Stahlbandfeder mit nach innen hin offenem, U-förmigem Querschnittsprofil und axial abgebogenen Schenkelenden zur Aufnahme eines oder mehrerer Lamellenringe die Füßchen verlängerte U-Schenkel einzelner Federsegmente, so daß sie sich im Einbauzustand mit axialem Abstand zu dem Kolbennutflanken erstrecken.

Der erfindungsgemäße Vorschlag geht im wesentlichen von der durch die US-PS 26 95 825 vorbekannten Stahlbandfeder-Konstruktion aus und unterscheidet sich dadurch, daß nur an wenigen UmQngsstellen einzelne Distanzfüßchen vorgesehen sind, daß diese als radiale Verlängerung der U-Schenkel einzelner Federsegmente ausgebildet sind und daß sie in der Ebene der Federflanke liegen. Dadurch, daß nur wenige am Umfang verteilte Distanzfüßchen für die Zentrierung des Federringes erforderlich sind, besteht die Möglichkeit, einzelne Federsegmente nicht zur radialen Lagerung der Lamellenringe heranzuziehen und entsprechend an den radial inneren Enden axial abzubiegen sondern in der gleichen Ebene, in denen die Federschen- Jo kelsegmente liegen, radial nach innen zu verlängern, verbunden mit dem Vorteil, daß die Füßchen im Einbauzustand sich außerhalb des meist abgerundeten Übergangs zwischen Nutboden und Nutflanke bis nahe zum Kolbennutboden erstrecken. Somit unterscheidet sich die erfindungsgemäß vorgeschlagene Stahlbandfeder auch von der durch die US-PS 28 93 801 bekannte, bei welcher alle Federsegmente zur Abstützung der Lamellenringe gekröpft sind und sich entlang der Kolbennulflanke in Richtung Nutboden erstrecken.

Die durch den Stand der Technik nicht naheliegende Anordnung von nur einzelnen Distanzfüßchen in der zuvor beschriebenen Weise führt nicht nur zu einer erleichterten Fertigung solcher Stahlbandfedern sondern sichert die Montage der radial besonders niedrig ausgebildeten Stahlbandfedern in einer herkömmlichen, radial tiefen Kolbennut. Unabhängig von der angestrebten radial niedrigen Lamellenringwandstärke gestatten die auf ihre Führungsfunktion beschränkten Distanzfüßchen eine beliebige Einstellung der radialen Einbautiefe des ölabstreifringes, ohne daß eine Änderung der Stanzwerkzeuge erforderlich ist und ohne daß die Federungseigenschaften der Stahlbandfeder verändert werden. Darüber hinaus ist durch die Verwendung eines schmaleren Stahlbandes für die Federfertigung eine Materialersparnis verbunden, die bei derartigen Massenartikeln von besonderer Bedeutung ist. Dies trifft besonders zu, wenn derartige Distanzfüßchen lediglich auf einer Federschenkelseite vorgesehen sind, was für deren Funktion völlig ausreichend erscheint. Selbst bei beidseitiger Anordnung der Distanzfüßchen ist dann eine Materialersparnis vorhanden, wenn mehrere Stahlbandprofile nebeneinander mit entsprechendem Versatz der Füßchen zueinander aus einem Metallband herausgestanzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht des Stanzbildes eines Stahlfederbandes

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch einen Kolben im Bereich einer Kolbennut mit einem eingebauten 3-teiligen ölabstreifring.

In Fig. 1 sind die einzelnen Federsegmente einer üblichen Stahlbandfeder mit 1 bezeichnet. Lediglich das Federsegment 2 ist über die gesamte Materialbandbreite 3 ausgestanzt. Die übrigen Segmente sind auf Federbandbreite 4 geschnitten. Das Federsegment 2 dient später als Distanzfüßchen.

In F i g. 2 sind der Kolben mit 5, die Kolbennut mit 6 und die Wandung des Zylinders mit 7 bezeichnet. Die Kolbennut 6 besitzt abgerundete Kanten 8,9. Der in die Kolbennut 6 eingebaute 3-teilige Ölabstreif-Kolbenring besteht aus einer Stahlbandfeder 10 mit U-förmigem Querschnittsprofil und zwei auf den Federschcnkeln 13, 14 aufliegenden Lamellenringen 11,12. Während die auf Federbandbreite 4 ausgestanzten Federschenkel 13, 14 an ihren radial inneren Enden 15,16 zur Abstützung der Lamellenringe 11, 12 in axialer Richtung abgebogen sind, erstreckt sich das auf Materialbandbreite 3 ausgestanzte Federsegment 2 als Distanzfüßchen plan und radial nach innen als Verlängerung des zugehörigen Federschenkels mit axialem Abstand zur Kolbennutflanke 17 und radialem Abstand zum Kolbennutboden 18.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mehrteiliger ölabstreifring, bestehend aus einer durch etwa axial verlaufende, einander überlappende Einschnitte in Umfangsrichtung federnd gemachten, einen profilierten in sich steifen Querschnitt aufweisenden und ringförmig gebogenen Stahlbandfeder und mindestens einem von der Feder getragenen Lamellenring, dadurch gekennzeichnet, daß einige, am Innenumfang der Stahlbandfeder (10) verteilte, in einer Ebene der Federschenkel (13 bzw. 14) radial nach innen weisende Füßchen (2) vorgesehen sind, die im Einbauzustand mit Distanz zum Kolbennutboden (18) enden.

2. ölabstreifring nach Anspruch 1, mit einer Stahlbandfeder mit nach innen hin offenem, U-förmigem Querschnittsprofil und axial abgebogenen Schenkelenden zur Aufnahme eines oder mehrerer Lamellenringe, dadurch gekennzeichnet, daß die Füßchen (2) verlängerte U-Schenkel einzelner Federsegmente (1) sind, so daß sie sich im Einbauzustand mit axialem Abstand zu den Kolbennutflanken (17) erstrecken.