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Kolbenring
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==3==3== = Die Erfindung betrifft einen Kolbenring gemäß Oberbegriff
des Hauptanspruches.
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Kolbenringe der genannten Art sind bspw. nach der US-PS 27 68 865
bekannt. Die Stoßstelle bzw. die überlappungsverschrEnkung der beiden freien Ringenden
ist hierbei derart ausgebildet, daß an einem freien Ende, radial außen liegend,
eine Ausnehmung vorgesehen ist, während am anderen, ebenfalls radial glatt abgeschnittenen
Ende ein in die Ausnehmung passender Fortsatz angeordnet ist.
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Ein ähnlich ausgebildeter Kolbenring ist nach der US-PS 26 88 522
bekannt, bei dem an beiden freien Enden eine Ausnehmung vorgesehen ist und zwar
im Bereich jeweils eines Zungenfortsatzes, die sich Uberlappen, wobei, an einem
freien Ringende, in der Ausnehmung befestigt, eine Abschirmzunge angeordnet ist,
die in ihrer Höhe der Ringhöhe entspricht und in der Ausnehmung des anderen Ringendes
verläuft.
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Schließlich ist nach der US-PS 42 51 o83 noch ein weiterer einschlägiger
Kolbenring mit Verschränkung bekannt, wobei an einem freien Ende, diagonal zum Ringquerschnitt
verlaufend, ein Fortsatz und am anderen freien Ende eine entsprechend diagonal verlaufende
Nut angeordnet ist, in die der Fortsatz im eingebauten Zustand eingreift.
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Der Ring nach der US-PS 27 68 865 hat den Nachteil, daß der völlig
frei aus dem einen Ende herausragende Fortsatz in hohem Maße der Bruchgefahr unterliegt
und außerdem, da radial außenliegend, erfolgt der Verschlejß zwangsläufig am sowiesogefährdeten
Fortsatz, so daß die Dichtflächen im Stoßbereich im Laufe der Zeit immer schmaler
werden.
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Beim Ring nach der US-PS 26 88 522 ist ein zusätzlich anzubringendes
Element in Form einer Abschirmung erforderlich. Um überhaupt den Ring von innen
aus der Ringnut heraus mit Druck beaufschlagen zu können und da der obere, dies
zulassende Ringspalt vom Abschirmfortsatz völlig abgeschirmt ist, muß dieser Ring
ausreichend axiales Spiel haben, damit eine solche Druckbeaufachlagung überhaupt
wirksam werden kann.
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Einer starken Bruchgefahr unterliegt auch der Fortsatz des Ringes
nach der US-PS 42 51 o83, dessen Einbau zudem mit der Schwierigkeit verbunden ist,
daß der Fortsatz gewissermaßen "eingefädelt" werden muß.
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Außerdem verlangt dieser Ring ebenfalls ein ausreichendes Spiel gegenüber
der Nut.
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Da alle diese Ringe den Forderungen nach Einfachheit der Ausbildung
der Stoßstelle, der Dichtheit, des Verschleißes, möglichst geringen Spieles gegenüber
der Nut im Kolben nicht oder nur zum Teil genügen, sind auch schon Ringe vorgeschlagen
worden, wobei jeder Ring aus zwei oder mehreren Teilringen mit versetzten Stoßstellen
besteht, was jedoch mit einem beträchtlichen Aufwand verbunden ist, so daß derartige
"Sattelringe" nicht mehr oder kaum noch zum Einsatz kommen.
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Der Erfindung liegt demgemä die Aufgabe zugrunde, einen Kolbenring
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß dieser bei einfacher Herstellbarkeit,
reduzierter Bruchgefahr und geringstmoglichem Spiel gegenüber der Ringnut im Kolben
den Forderungen nach optimal erreichbarer Dichtheit genugt.
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Diese Aufgabe ist mit einem Kolbenring der eingangs genannten Art
nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst.
Bevorzugt wird dabei eine Ausbildung im Sinne des Anspruches 2.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der freien Ringenden an der
StoBstelle bzw. im Verschränkungsbereich wird schon eine Dichtheit in der Haltephase
und zwar mit nur einem Ring erreicht. Die Dichtheit ist solange gewährleistet, solange
der außenliegende Aufsatz nicht verschlissen ist, wobei der innenliegende, die Ausnehmung
nach innen begrenzende Fortsatz überhaupt keinem Verschleiß unterliegt. In diesem
Zusammenhang hat der Aufsatz den weiteren großen Vorteil, daß er praktisch als Sicherheits-
und Anzeigeelement für die durch Verschleiß notwendig werdende Auswechselung dient,
denn es hat sich gezeigt, daß bei ausreichendem Verschleiß des Aufsatzes die Leistung
bspw. eines Kompressors schlagartig abfällt, während dies bei allen anderen Ringen
gewissermaßen stetig erfolgt, ohne daß dabei die geringer werdende Dichtheit eindeutig
und schlagartig erkennbar wird.
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Der erfindungsgemäße Kolbenring wird nachfolgend anhand der zeichnerischen
Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 eine Draufaicht auf das eine Ringende von oben; Fig.
2 eine Ansicht des anderen Ringendes von unten; Fig. 3 eine Ansicht des ganzen Ringes
von oben; Fig. 4 eine Ansicht des ganzen Ringes von unten; Fig. 5 eine Ansicht der
Stoßstelle von außen und Fig. 6 eine Ansicht der Stoßstelle von innen.
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Gemäß Fig. 1 ist das Ringende 1 mit einem eine Abstufung bildenden
Zungenfortsatz 3 versehen, der etwa über die Hälfte seiner Länge und einer frei
auslaufenden und radial ausenliegenden Ausnehmung 6 versehen ist, die also nach
innen durch einen Fortsatz 6' begrenzt wird.
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Das andere freie Ende 7, das in Fig. 2 in Ansicht von unten dargestellt
ist, weist einen etwa entsprechend langen Zungenfortsatz 8 auf, auf dem radial außen
verlaufend ein Aufsatz 9 angeordnet ist, der eine Ausnehmung 9' nach außen begrenzt,
wobei in uberlappungs- bzw. Verschränkungsatellung der Aufsatz 9 in
die
Ausnehmung 6 eingreift, wie dies in Außenansicht und Innenansicht aus den Fig. 5,6
erkennbar ist.
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Hierbei ergibt sich in jedem Fall ein radial von außen nach innen
durchlaufender Spalt lo von etwa halber Höhe des Ringes 2, der gewährleistet, daß
Druckmedium hinter den Ring 2 in die Nut gelangen kann.
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Vorzugsweise haben die Zungenfortsätze 3,8 die halbe Höhe der Ringhöhe
und die Ausnehmungen 6,9' bzw. der Aufsatz 9 und der Fortsatz 6' haben die halbe
Breite des Ringes 2.
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Ohne an Dichtheit zu verlieren (aufgrund des radial durchgehenden
Druckbeaufschlagungsspaltes lo kann der Ring 2 mit geringstmöglich axialem Spiel
in der nicht dargestellten Ringnut des Kolbens sitzen),kann der Verschleißabtrag
bis nahezu zur völligen Abtragung des Aufsatzes 9 erfolgen, der dann jedoch schlagartig
durchbricht, was einen schlagartigen Leistungsabfall zur Folge hat und ein sofort
erkennbares Indiz für die Notwendigkeit des Ringaustausches ist.
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Es wurde festgestellt, daß man trotz Anordnung nur eines solchen Ringes
zu etwa lo% höheren Verdichtungsleistungen kommt, was natürlich in Bezug auf den
betreffenden
Kolben mit dem Vorteil verbunden ist, daß das Kolbenführungshemd entsprechend lang
wird, wodurch die am Kolben wirksam werdenden Seitenkrefte besser aufgenommen werden
können.
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