DE3024898C2 - Kreisrunder Kolbenring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kreisrunden Kolbenring, insbesondere für Verbrennungsmotoren, der ein Ringstück, ein schwalbenschwanzförmiges Verschlußstück und mindestens eine Feder aufweist.

Die Kolben eines Verbrennungsmotors sind innerhalb ihrer Zylinderlaufbahn gegen Durchlässigkeit von Kraftstoff, Ct und zur Erhaltung einer guten Kompression mit Ringen bzw. Kolbenringen versehen. Diese Kolbenringe überbrücken das notwendige Spiel zwischen Kolben und Zylinderwand. Sie liegen im oberen Teil des Kolbens und zwar in Nuten und schmiegen sich federnd an die Zylinderwand an. Von besonderer Bedeutung für den Lauf solcher Kraftmaschinen ist daher die Abdichtung des Verbrennungsraumes vom Kurbelraum.

Diese Abdichtung wird mit den heutigen Kolbenringen nicht in vollem Umfang erreicht. Sie wird vielmehr mit der fortschreitenden Abnutzung der Kolbenringe bald so mangelhaft, daß die Wirtschaftlichkeit der Maschinen in Frage gestellt ist. Die Formgestaltung der heutigen Kolbenringe ist noch eine Überlieferung aus dem vergangenen Jahrhundert. Für die Kolben der ersten Dampfmaschine verwendete man schon solche Ringe. Bei diesen Ringen handelt es sich um aufgeschnittene Metallringe. Die Unterbrechung der Ringe erfolgt entweder durch einen zum Ringumfang «0 senkrechten Schnitt oder durch einen Schnitt, der so geformt ist, daß sich die Ringenden, die durch diesen Schnitt entstehen, ein gewisses Stück überlappen. In beiden Fällen werden mit zunehmendem Verschleiß die Lücken immer größer. Den hochgespannten Kompressions- und Verbrennungsgasen öffnet sich somit ein Weg zum Kurbelgehäuse, und das öl kann auch in Folge der Saugwirkung zum Verbrennungsraum gelangen. Wegen dieser Olverschmutzung und der saugenden Wirkung zum Verbrennungsraum steigt somit der ^M Ölverbrauch im Kurbelgehäuse.

Zum nächstkommenden Stand der Technik ist auf die Literaturstellen DE-OS 23 56 050, die DE-PS 4 10 621, sowie auf die US-PS 10 98 121 hinzuweisen.

Di«: DE-OS 23 56 050 betrifft einen Kolbenring für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Zweitakt-Dieselmotor mit einer von seiner Außenseite bis zu seiner Innenseite durchgehenden Stoßstelle, bei dem an der Stoßstelle ein im wesentlichen radial bewegliches Zwischenstück angeordnet ist, welches an seinen den ⁶^ beiden Stoßflächen zugekehrten Seiten mittels der Kraft einer Feder an den Stoßflächen in Anlage gehalten ist. Dabei besteht jedoch die Möglichkeit, der Öffnung des Ventils bei Überwindung des Spiralfederdrucks, womit keine völlige Abdichtung erzielbar ist.

Di«: DE-PS 4 10 621 betrifft einen geteilten Dichtungsring für Kolben, Kolbenschieber und dergleichen mit einer Einrichtung zur Verminderung der Reibung

65 und Abnutzung an den abzudichtenden Gleitflächen, wobei an dem Ring seitlich der Teilfuge Aussparungen angeordnet sind, in die Ansätze der Ringschlösser derartig eingreifen, daß die Ringausdehnungskräfte annähernd vollständig auf kleine Anliegeflächen übertragen und durch Abnutzung dieser Anliegeflächen eine sehr verminderte, für dauernd dichtes Anliegen aber genügende Ringausdehnung bewirkt wird. Hierbei kann das Ringschloß aus weicherem Material bestehen als der Dichtungsring, um die Abnutzung der Anliegt-flächen zu regeln und den jeweiligen Betriebsverhältnissen anzupassen. Eine Verringerung der Ringschloßfläche ist hier nicht vorgesehen.

Die US-PS 10 98 121 beschreibt einen exzentrisch gestalteten also nicht kreisrunden Kolben-»Ring«," wobei zwischen diesem exzentrischen Kolbenring und der Zylinderinnenwand ein Verschlußstück eingelegt ist, um die Lücke des Ringes abzudichten. Infolge des Verschleißes des Ringes und der Zylinderlaufbahn wird dieses eingelegte Verschlußstück lose und mit zunehmendem Verschleiß entsteht eine Lücke, womit das eingelegte Verschiußstück aufhört, zu wirken, mit der Folge, daß das Durchdringen der Kompressionsgase und Verbrennungsgase nicht mehr verhindert werden kann.

Zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe wird gemäß vorliegender Erfindung bei einem kreisrunden Kolbenring der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen, daß das Verschlußstück eine gegenüber dem Verschlußstückkörper verringerte Gleitfläche aufweist und aus gegenüber dem Ringstück weicherem Material besteht.

Diese Elementenkombination löst die oben angegebene technische Aufgabe.

Das Verschlußstück greift in einen passend geformten Ausschnitt des Ringstückes ein, so daß der Ring vollkommen geschlossen ist. Die Abdichtung erfolgt durch die zwischen der Ringnut des Kolbens und dem Verschlußstück angeordnete Feder in der Weise, daß die Feder das Verschlußstück an v?e Zylinderlaufbüchse drückt und weiterhin den Umfang des Ringstückes so vergrößert, daß eine vollkommene Abdichtung zwischen Kurbel und Verbrennungsraum erfolgt.

Durch die schwalbenschwanzförmige Gestaltung des Ausschnittes des Ringstückes und des Verschlußstückes ist dabei in einfacher Weise eine vollkommene Abdichtung zwischen Kurbelraum und Verbrennungsraum gewährleistet, denn durch die Keilwirkung der Schwalbenschwanzform wird das Ringstück so auseinandergebogen, daß eine Abdichtung um den ganzen Umfang der Zylinderlaufbuchse erfolgen kann.

Erfindungsgemäß weist das VerschluBstück eine verringerte Gleitfläche auf. Durch die verringerte Gleitfläche des Verschlußstückes entsteht ein Verschleißunterschied zwischen Ringstück und dem Verschlcißstück.

Das Verschleißstück erfährt somit eine Voreilung im Verschleiß, welche durch den Druck der Federn ausgeglichen wird.

Ferner besteht das Verschlußstück aus einem weniger verschleißfesten Material als das Ringstück. Durch diesen Materialunterschied zwischen Verschlußstück und Ringstück ergibt sich eine weitere Verschleißdifferenz, so daß es zu einer stets geschlossenen und nachgiebigen Ringverbindung kommt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine vollkommene Abdichtung zwischen Kurbel und Verbrennungsraum erfolgt und

damit die Wirtschaftlichkeit der Maschine wesentlich erhöht wird.

Das Wesen der Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht des Kolbenrings,

Fig.2 ein Verschlußstück mit verringerter Gleitfläche,

F i g. 3 eine senkrechte Schnittansicht durch Zylinderlaufbuchse und Kolben,

Fig.4 eine waagrechte Schnittansicht durch den Kulben in Höhe der obersten Ringnut.

In F i g. 1 ist der komplette Kolbenring dargestellt. Er besteht aus einem Ringstück(l) mit schwalbenschwanzförmigem Ausschnitt (12). Ein schwalbenschwanzförmiges Verschlußstück (2) greift passend in den schwalbenschwanzförmigen Ausschnitt (12), so daß der Kolbenring vollkommen geschlossen ist. Die an dem Verschlußstück (2) angebrachten Federn (3) stoßen gegen die nicht in der F i g. 1 dargestellten obersten Ringnut des Kolbens und drücken somit das Verschlußstück (2) gegen ebenfalls nicht in der F i g. 1 dargestellten Zylinderlaufbüchsenwand.

F i g. 2 zeigt das Verschlußstück des erfind¹, ngsgemäßen Kolbenrings. Dieses gegenüber dem Ringstückmaterial aus weicherem Material bestehende Verschlußstück (2) mit den Federn (3) besitzt eine verringerte Gleitfläche (4). Mit dieser Verkleinerung der Gleitfläche entsteht ein Verschleißunterschied zwischen Ringstück (1) und Verschlußstück (2). Das Verschlußstück (2) erfährt eine Voreilung im Verschleiß und wird durch den Druck der Feder (3) kontinuierlich und lückenlos nachgeschoben. Durch diese Maßnahme erreicht man stets eine geschlossene und nachgiebige Ringverhindung.

Wenn die Federn als Blattfedern ausgestaltet sind, kann der Anpreßdruck des Ringes gegen die Zylinderwand mit dem Einlegen von einem oder mehreren Federstreifen kontinuierlich reguliert werden.

Als konstruktive Variante kann der Kolbenring zwei ίο gegenüberliegende Ausschnitte und zwei Verschlußstücke mit Federn aufweisen.

In Fig. 3 ist eine senkrechte Schnittansicht der Zylinderlaufbüchse (6) des Kolbens (5) und des Verschlußstückes (2) mit den Federn (3) dargestellt. Da ein unmittelbarer öldurchlauf in den Verbrennungsraum durch die neue völlige Abdichtung nicht mehr erfolgen kann, gelangt das Öl für die Schmierung der Zylinderlaufbahn durch eine Ölzuführung (7) in die oberste Ringnut (8) und damit von oben nach unten zwischen den Kolben (5) und die Zylinderlaufbuchse (6).

Fig.4 zeigt eine waagrechte Srhnittansicht in der Höhe der obersten Ringnut (8) des Kolbens (5). Es ist der gesamte Kolbenring, bestehend aus Ringstück (1), Verschlußstück (2) und den Federn (3) in geschlossener Form dargestellt. Um den Kolbenring gegen Verdrehung zu sichern, befindet sich zwischen Verschlußstuck (2) uno Ringnut (8) des Kolbens (5) ein Stift (9). Dieser Stift (9) steckt in den beiden Anbohrungen (10) des Verschlußstückes (2) und (11) des Kolbens (5).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kreisrunder Kolbenring, insbesondere für Verbrennungsmotoren, der ein Ringstück, ein schwalbimscliwanzförmiges Verschlußstück und mindestens eine Feder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (2) eine gegenüber dem Verschlußstückkörper verringerte Gleitfläche (4) aufweist und aus gegenüber dem Ringstück weicherem Material besteht.

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