DE3231336A1 - Kolbenring fuer eine kolbenbrennkraftmaschine mit einer schmieroeffnungen aufweisenden zylinderlaufflaeche - Google Patents
Kolbenring fuer eine kolbenbrennkraftmaschine mit einer schmieroeffnungen aufweisenden zylinderlaufflaecheInfo
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Description
P.5739/N1BS Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur (Schweiz)
Kolbenbrennkraftmaschine mit einem Kolbenring und einer
Schmieröffnungen aufweisenden Zylinderlauffläche
Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine mit
einem Kolbenring und einer Schmieröffnungen aufweisenden Zylinderlauffläche.
Kolbenbrennkraftmaschinen dieser Art weisen den Nachteil
einer ungenügenden Oelverteilung in Umfangsrichtung auf, da der Kolbenring beim Ueberstreichen der Schmieröffnungen
eine Abstreifwirkung ausübt, wobei die zylinderkopfseitigen, der Lauffläche zugekehrten Kanten desselben das aus
der jeweiligen Schmieröffnung austretende OeI wulstartig bzw. als Tropfen in Axialrichtung des Zylinders verschiebt.
Die Folge ist, dass sich in der unmittelbaren Umgebung der Schmieröffnung eine übermässige Oelkonzentration ergibt,
während im mittleren Bereich zwischen zwei Schmieröffnungen ein mangelhafter Schmierfilm vorliegt. Hierdurch ergibt
sich eine übermässig rasche Abnutzung des Zylindereinsatzes im Bereich zwischen den Schmieröffnungen mit entsprechend
verschlechterten Laufeigenschaften und Erhöhung des Schmiermittelverbrauchs
der Kolbenbrennkraftmaschine.
Zwar ist es z.B. gemäss der CH-PS 616 989 bekannt, die
Schmieröffnungen als schräge Schmiernuten in der Zylinderwand
auszubilden. Diese Ausführung ist jedoch mit verhältnismässig hohen Fertigungskosten verbunden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kolbenbrennkraftmaschine
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei verhältnismässig
geringen Fertigungskosten eine gleichförmige OeI-verteilung
in Umfangsrichtung gewährleistet und somit verbesserte Laufeigenschaften bei verringertem Schmiermittelverbrauch
aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Lauffläche des Kolbenrings wenigstens eine sich in
dessen Axialrichtung bis zur zylinderkopfseitigen Stirnfläche
des Kolbenrings erstreckende Ausnehmung mit einem in der Lauffläche desselben schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden
kurbelwellenseitigen Begrenzungsrand vorgesehen ist.
Hierdurch lässt sich beim Ueberstreichen der Schmieröffnungen
durch den Kolbenring eine pflugartige Ausbreitung des Schmieröls in Umfangsrichtung über die ganze Zylinderlauffläche
erreichen, wobei die Schmieröffnungen als einfache Kapillarbohrungen ausgestaltet sein können. Auf kostspielige
Schmiernutenanordnungen in der Zylinderlauffläche kann somit verzichtet werden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung
kann die Ausnehmung eine konkav gewölbte Fläche aufweisen. Hierdurch ist eine zusätzliche OeISpeicherwirkung der Ausnehmung
gewährleistet.
Nach einer anderen Ausführung der Erfindung kann der Kolbenring in seiner Lauffläche eine sich quer zur Kolbenringachse
erstreckende Nut aufweisen, wobei die Nut über wenigstens
zwei quer zur Umfangsrichtung verlaufende Kanäle mit der
dem Zylinderkopf zugekehrten Seite des Kolbenrings verbunden ist, und sich die Ausnehmung zwischen den zylinderkopfseitigen
Mündungen von jeweils zwei aufeinander folgenden Kanälen erstreckt. Hierdurch lässt sich die durch die Kolbenringnut
an sich bekannte Oelspeicherwirkung noch zusätzlich erhöhen.
Schliesslich kann die Massnahme getroffen sein, dass die
Nut und/oder Kanäle schräg zur Umfangsrichtung verlaufen und dass der kurbelwellenseitige Begrenzungsrand der Ausnehmung
die gleiche Schrägungsrichtung wie die Nut und/oder Kanäle aufweist. Hierdurch wird eine zusätzliche Vergrösserung
der pflugartigen Oelverteilwirkung der Ausnehmung erreicht.
Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit nachstehender Zeichnung· Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Zylinder einer Kolbenbrennkraftmaschine
mit einem darin befindlichen, mit Kolbenringen versehenen Kolben,
Fig. 2 einen Abschnitt eines der Kolbenringe nach Fig. in vergrösserter Darstellung von vorne, in seiner
Ringebene betrachtet,
Fig. 3 einen Grundriss zu Fig. 2,
Fig. 4 einen Abschnitt eines anderen Kolbenrings, in mit Fig. 2 analoger Darstellung,
Fig. 5 einen Grundriss zu Fig. 4,
Fig. 6 einen Abschnitt eines gasdichten Kolbenrings, in mit Fig. 2 analoger Darstellung,
Fig. 7 einen Schnitt gemäss der Linie VII-VII nach Fig. 4,
und
Fig. 8 einen Schnitt gemäss der Linie VIII-VIII nach Fig. 6.
Eine Zylinderbüchse 10 (Fig. 1) einer Zweitakt-Dieselmaschine,
z.B. für Schiffsbetrieb, ist in bekannter Weise mit Einlassöffnungen 12 und Auslassöffnungen 14 versehen und
weist an ihrer inneren Zylinderwand 16 Schmierbohrungen 20 auf, welche mit Schmieröl gespeist werden. In der Zylinderbüchse
10 ist ein Kolben 22 beweglich angeordnet, mit einem Oberteil 24, in welchem in Kolbenringnuten Kolbenringe 25
konventioneller Art sowie Kolbenringe 26, 28, 30 mit Ausnehmungen bzw. über den Umfang verlaufenden Nuten und Kanälen
geführt sind. An den Oberteil 24 schliesst sich ein Unterteil 32 an, der eine im wesentlichen zylindrische Aussenfläche
aufweist, deren Aussendurchmesser etwas geringer ist als der Aussendurchmesser des Oberteils 24. Der Kolben 22
ist an einer nicht dargestellten Kolbenstange befestigt, deren anderes Ende in bekannter Weise an einem nicht dargestellten
Kreuzkopf angelenkt ist.
Der Kolbenring 26 (Fig. 2, 3) weist in bekannter Weise eine zum Anpressen an die Zylinderwand 16 der Zylinderbüchse 10
bestimmte Lauffläche 34 sowie als Schloss einen Schlitz 38 auf, welcher eine Federung und ein Anpressen der Lauffläche
34 an die Zylinderwand 16 gestattet.
Erfindungsgemäss weist der Kolbenring 26 in seiner Lauffläche
wenigstens eine sich in dessen Axialrichtung bis zur zylinderkopfseitigen
Stirnfläche 39 des Kolbenrings erstreckende Ausnehmung 40 mit einem in der Lauffläche 34 desselben
schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden kurbelwellenseitigen
Begrenzungsrand 42 auf. Die Ausnehmung 40 weist eine ebene, schräge Fläche 36 auf, welche gemäss Fig. 7 zur oberen Stirnfläche
39 des Rings unter einem Winkel oC verläuft, der
zweckmassigerweise mehr als ca. 10 beträgt, jedoch kleiner
als 90° ist.
Der Kolbenring 28 (Fig. 4, 5) weist eine über den Umfang
desselben verlaufende Nut 37 auf und ist mit senkrecht zur Umfangsrichtung verlaufenden Kanälen 41 versehen, zwischen
welchen sich die Ausnehmungen 43 erstrecken. Die Nut 37 weist einen halbkreisförmigen Querschnitt auf.
Der gasdichte Kolbenring 30 (Fig. 6, 8) weist als Schloss 44 an seinen Enden ineinandergreifende Lappen 46, 48 auf,
wie z.B. aus der CH-PS 482 954 bekannt ist. In diesem Fall ist eine schraubenlinienförmige Nut 50 vorgesehen, welche
vor dem Schloss 44 endet, wobei schräg zur oberen Stirnfläehe verlaufende Kanäle 52 in die schraubenlinienförmig verlaufende
Nut 50 einmünden.
Wie im vorgehenden Beispiel erstrecken sich die Ausnehmungen
54 zwischen den Kanälen 52. Der kurbelwellenseitige Begrenzungsrand
55 weist in diesem Falle die gleiche Schrägungsrichtung auf wie die Nut 50 bzw. die Kanäle 52.
Wie aus Fig. 8 hervorgeht, weist die Ausnehmung 54 in diesem Fall eine konkav gewölbte Fläche 53 auf, während die Nut
einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist, welcher in an sich bekannter Art und Weise zusätzlich eine Abnützungs- und
Lagebestimmung für die Kolbenringe gestattet.
Für ein Betriebsbeispiel der zuletzt beschriebenen Kolbenbrennkraftmaschine
wird angenommen, dass sich der Kolben 22 unter Einwirkung des Gasdruckes aus seiner unteren Totpunktlage
in Richtung zum Zylinderkopf bewegt, wobei gemäss Fig.
6 eine pflugartige Ausbreitung eines Schmierfilms des in der Ausnehmung 54 gespeicherten Schmieröls durch den schrägen
Begrenzungsrand 55 stattfindet und die schematisch dargestellte Schmierbohrung 20 mit der Nut 50 koinzidiert. Gemäss den
Pfeilen 56 strömt Gas durch den Kanal 52 bzw. durch die Nut 50, wonach das Gas über die Schmierbohrung 20 strömt und die
Schmierölverteilung in Umfangsrichtung beschleunigt. Zusätzlich dienen die Kanäle 52 zum Druckausgleich in Verbindung
mit der Nut 50.
Es versteht sich, dass die Ausnehmungen 40, 43, 54 auch als sich in einem Stück im wesentlichen über den ganzen Umfang
des Kolbenrings erstreckend ausgebildet sein können.
Leerseite
Claims (4)
- Patentansprücheiy Kolbenbrennkraftmaschine mit einem Kolbenring und einer Schmieröffnungen aufweisenden Zylinderlauffläche, dadurch gekennzeichnet , dass in der Lauffläche (34) des Kolbenrings (26, 28, 30) wenigstens eine sich in dessen Axialrichtung bis zur zylinderkopfseitigen Stirnfläche (39) des Kolbenrings (26, 28, 30) erstreckende Ausnehmung (40, 43, 54) mit einem in der Lauffläche (34) desselben schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden kurbelwellenseitigen Begrenzungsrand (42, 55) vorgesehen ist.
- 2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (54) eine konkav gewölbte Fläche (53) aufweist.
- 3. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (28, 30) in seiner Lauffläche (34) eine sich quer zur Kolbenringachse erstreckende Nut (37, 50) aufweist, dass die Nut (37, 50) über wenigstens zwei quer zur Umfangsrichtung verlaufende Kanäle (41, 52) mit der dem Zylinderkopf zugekehrten Seite des Kolbenrings (28, 30) verbunden ist, und dass sich die Ausnehmung (43,54) zwischen den zylinderkopfseitigen Mündungen von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Kanälen (41, 52) erstreckt.
- 4. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (50) und/oder Kanäle (52) schräg zur Umfangsrichtung verlaufen und dass der kurbelwellenseitige Begrenzungsrand (55) der Ausnehmung (54) die gleiche Schrägungsrichtung wie die Nut (50) und/oder Kanäle (52) aufweist.
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