DE3246159A1

DE3246159A1 - Spreizexpander fuer kolben

Info

Publication number: DE3246159A1
Application number: DE19823246159
Authority: DE
Inventors: Robert Bradford West Yorkshire Plant
Original assignee: AE PLC
Current assignee: AE PLC
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1982-12-14
Publication date: 1983-06-30
Also published as: BR8207289A; MX158521A; IT8224811A1; ES278763Y; CA1213298A; ES278763U; FR2518647B1; US4468040A; JPS58109769A; DE3246159C2; FR2518647A1; IN156648B; IT8224811A0; IT1191140B

Description

Cau/ston House, Cawston, Rugby, Warwickshire CW22 7SB

Spreizexpander für Kolben

Die Erfindung bezieht sich auf Spreiz-Expander zum Spreizen und Positionieren von zwei Ölabstreif-Schienenringen in der Kolbenringnut eines Kolbens einer Verbrennungskraftmaschine.

Bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens einer Verbrennungskraftmaschine innerhalb des Zylinders ist es erforderlich, daß das Schmiermittel, d.h. das Öl zwischen dem Kolben und den Kolbenringen und dem Zylinder wirksam ist. Der Schmier'-mittelverbrauch nimmt jedenfalls zu, wenn das Schmiermittel in den Verbrennungsraum übertreten kann. Aus diesem Grunde ist es üblich, einen in einer Kolbenringnut angeordneten Öl-Abstreifring vorzusehen, der sich rund um den Kolben erstreckt. Ein derartiger Ring besteht aus zwei Schienen, die mit den zugehörigen Zylindertuandungen in Kontakt stehen und die dadurch das Schmiermittel von der Zylinderwandung abstreifen, damit es nicht an den Ringen vorbei in den Verbrennungsraum eintritt.

Um eine erfolgreiche Wirkung zu erzielen, ist es erforder-

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lieh, daß die Schienenringe gegen die Zylinderuiandung angedrückt werden, um eine Abdichtung gegenüber der Zylinderwandung wie auch gegenüber den sich in radialer Richtung erstreckenden Wandungen der Kolbenringnut zu erreichen, um ein Durchsickern des Schmiermittels auf dem Weg über die Nut und die Ringe zu unterbinden. Es ist daher erforderlich, daß die Ringe sich nicht in unzulässigem Maße in radialer Richtung bewegen, was sich aus den zwischen dem Ring oder den Ringen und der Zylinderwandung beim Gleiten ergebenden Kräften ergibt.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einem ringförmigen Spreizexpander zum Spreizen und Positionieren uon zwei Dlabstreif-Schienenringen in der Kolbenringnut eines Kolbens einer Verbrennungskraftmaschine darin, daß der Spreizexpander aus einer Vielzahl won U-förmig gestalteten Gliedern besteht, die in zueinander Winkel bildenden in der Spreiz-Expander-Achse v/erlaufenden Ebenen liegen, deren Arm-Teile an den inneren Enden der zugehörigen Schienen-Ringe anliegen und diese an die radialen Wandungen der Kolbenringnut andrücken, und die als serpentinenartig gestaltete Paare v/on wechselseitig angeordneten und miteinander verbundenen U-förmigen aufeinanderfolgenden Gliedern ausgebildet sind und beidseitig der Normal-Ebene des Spreiz-Expanders liegen sowie sich im Basis-Bereich der LJ-förmigen Glieder erstrecken, was dem Spreizexpander seine quer zur Achse wirkende Elastizität v/erleiht und deren End-Teile beidseitig nach außen gekrümmt sind und die Schienen-Ringe an die zugehörigen Zylinderflächen andrücken, und ferner, daß er eine Vielzahl uon Spreiz-Ansätzen aufweist, mittels welcher die Axialbewegung der radialgerichteten äußeren Enden der Schienen-Ringe steuerbar ist, wobei jeder Ring-Spreiz-Ansatz zwischen je einem Paar aufeinanderfolgender U-förmigen Glieder angeordnet und mit dem Basis-Bereich jeweils eines

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uon beiden ein Paar bildenden U-förmigen Gliedern uerbun^- den ist.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Abu/icklung eines Abschnittes eines erfindungsgemäßen Spreizexpanders zum Einsetzen in eine Kolbenringnut des Kolbens einer Verbrennungskraftmaschine oder eines Kompressors, und

Fig. 2 einen Schnitt durch den Spreizexpander gemäß Fig. 1, der in eine Kolbenringnut zusammen mit zwei an der Zylinderuiandung anliegenden Schienenringen eingesetzt ist.

Der Spreizexpander 1G ist ringartig geformt, um ihn in eine Kolbenringnut 11 eines Kolbens 12 einzusetzen". Dsr Spreizexpander 10 ist aus einer Vielzahl uon U-förmig gestalteten Gliedern 13 gebildet, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, die in zueinander Winkel bildenden, in der Spreizexpander-Achse verlaufenden Ebenen liegen. Die Glieder 13 sind so gewendet, daß sie sich den nach innen öffnenden Spreizexpander bilden, wie aus Fig. 2 hervorgeht.

Die U-förmigen Glieder 13 sind als serpentinenartig gestaltete Paare uon wechselseitig angeordneten und mittels der Verbindungen 14 miteinander verbundenen aufeinanderfolgende Glieder 13 ausgebildet, die beidseitig der Normal-Ebene des Spreiz-Expanders liegen und sich im Basis-Bereich 13b der U-förmigen Glieder erstrecken. Uie aus Fig.2 ersichtlich ist, sind die End-Teile 13a beidseitig nach außen gekrümmt und bilden den Steg der U-förmigen Glieder 13. Der Abstand zwischen jedem Paar uon U-förmigen

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Glieder 13 ist grosser als die Breite der U-förmigen Glieder 13.

Ein Schienen-Spreiz-Ansatz 15 ist jeweils in dem Zwischenraum zwischen jedem der aufeinanderfolgenden Paare von U-förmigen Gliedern 13 angeordnet. Die Ansätze 15 sind abwechselnd entgegengesetzt gerichtet (siehe Fig. 1) und so ausgebildet, dass diese Teile in Verbindung mit dem anschließenden U-förmigen Glied die Basis 13b des "U" bilden. Die Richtung der Ansätze 15 ist so gewählt, dass sie auf der glei-'*·-' chen Seite der Normal-Ebene der Spreiz-Expander-Achse liegen

wie die nichtverbundenen End-Teile der aufeinanderfolgenden U-förmigen Glieder. Jeder Ansatz 15 weist eine Widerlagerfläche 16 auf, die beidseitig axial über die Enden der U-förmigen Glieder 13 etwas herausragt, wie dies aus Fig.2 ersichtlich ist.

Der Spreiz-Expander Io ist aus einem ebenen Metall-Blechstreifen hergestellt. Mittels eines Schnittstempels (nicht dargestellt) sind auf den einander entgegengesetzten Seiten des Streifens Ausschnitte herausgestanzt, so dass die Form der U-förmigen Glieder 13 und die geformten Ansätze verbleiben. Der Streifen Wird dann gekrümmt zu der Form der U-förmigen Glieder 13 und die äusseren Enden werden etwas weiter gekrümmt. Darauf wird der gekrümmte Streifen zu einem Kreisring von gewünschtem Durchmesser gebogen. Es ist hervorzuheben, dass der Schnittstempel sehr einfach gestaltet sein kann, obwohl die Ansätze 15 zu den jeweils nichtverbundenen Enden der U-förmigen Glieder hinweisen, und dass ferner der Schnittvorgang einfach und rasch ausgeführt werden kann.

Zum Gebrauch wird der Spreiz-Expander Io in die Kolbenringnut 11 eines Kolbens, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine (nicht dargestellt) eingesetzt. Es werden in

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die Kolbenringnut 11 zwei Schienen-Ringe 19 so eingesetzt, daß jede Schiene 19 mit ihrem radialen inneren Ende 19a zwischen einer Folge von Arm-Teilen 13c der U-förmigen Glieder 13 und der sich radial erstreckenden Wandung 11a der Nut 11 zu liegen kommt. Dabei liegt das innenseitige Ende 19a jedes Schienen-Ringes 19 an der zugehörigen nach außen gekrümmten Fläche der End-Teile 13a der Glieder 13 an» Die Schienen-Ringe 19 sind somit in der Weise gelagert, daß sie gegen die Zylinder-Wandung 20 angedrückt werden.

Die Anordnung ist derart getroffen, daß jede der U-förmigen Außenteile 13a mit ihren Arm-Teilen 13c an den Innenseiten der Schienen-Ringe 19 leicht elastisch anliegen. Damit ist sichergestellt, daß die radialen inneren End-Teile 19a der Schienen-Ringe 19 gegen die Wandungen 11a der Ringnuten angedrückt werden, um zu verhindern, daß das Schmiermittel über die Ringnuten 11 (bei niedrigem Schienen-Ring 19) in den Verbrennungsraum (bei hohem Schienen-Ring 19) übertreten. Der Durchmesser des Spreiz-Expanders wird so gewählt, daß die inneren gebogenen End-Teile 13a der Glieder 13 die Schienen-Ringe 19 zum Anliegen an den Flächen der zugehörigen Zylinder bringen und dazu beitragen, die Schienen-Ringe 19 in konzentrischer Lage zur Kolben- und Zylinderachse zu halten. Die elastische Rückstellkraft wird zumindest teilweise durch die serpentinenartige Gestaltung des Spreiz-Expanders hervorgerufen. Dadurch wird ermöglicht, daß der Spreiz-Expander seine Expander- und Zentrierungs-Aufgabe in Kreisumfangsrichtung besser löst als eine kreisringförmig angeordnete Schraubenfeder.

Die Ansätze 15 begrenzen ausgezeichnet die Axialbewegung der radialen äußeren Enden 19b der Schienen-Ringe 19 während der Hin- und Herbewegung gegenüber der Zylinderwan-

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dung 20; sie erfüllen die Aufgabe, ein Schwingen der Schienen-Ringe 19 in radialen Richtungen zu verhindern.

Es ist noch heruorzuheben, daß es nicht nötig ist, daß zwischen jedem Paar uon U-förmigen Gliedern 13 jeweils ein Spreiz-Ansatz 15 angeordnet werden muß; es kann auch ausreichend sein, diese nur zwischen zwei aufeinanderfolgenden U-förmigen Gliedern uorzusehen, oder aber in einer anderen zweckentsprechenden Werteilung.

Claims

Caujston House, Cawston, Rugby, Warwickshire CU22 7SB

Spreizexpander für Kolben

Patentansprüche

Ringförmiger Spreizexpander zum Spreizen und Positionieren von zwei Ölabstreif-Schienenringen in der Kolbenringnut eines Kolbens einer Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizexpander aus einer Vielzahl won U-förmig gestalteten Gliedern (13.) besteht, die in zueinander Winkel bildenden, in der Spreiz-Expander-Achse verlaufenden Ebenen liegen, deren Arm-Teile (13c) an den inneren Enden (19a) der zugehörigen Schienen-Ringe (19) anliegen und diese an die radialen Wandungen (11a) der Kolbenringnut (11) andrücken, und die als serpentinenartig gestaltete Paare von wechselseitig angeordneter und miteinander verbundenen U-förmigen aufeinanderfolgenden Gliedern ausgebildet sind und beidseitig der Normal-Ebene des Spreiz-Expanders liegen sowie sich im Basis-Bereich (13b) der U-förmigen Glieder (13) erstrecken, was dem Spreizexpander seine quer zur Achse wirkende Elastizität verleiht und deren End-Teile (13a) beidseitig nach außen gekrümmt sind und die

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Schienen-Ringe (19) an die zugehörigen Zylinderflächen andrücken, und ferner, daß er eine Vielzahl von Spreiz-Ansätzen (15) aufweist, mittels welcher die Axialbewegung der radialgerichteten äußeren Enden (19b) der Schienen-Ringe (19) steuerbar ist, wobei jeder Ring-Spreiz-Ansatz (15) zwischen je einem Paar aufeinanderfolgender U-förmigen Glieder (13) angeordnet und mit dem Basis-Bereich (13b) jeweils eines uon beiden ein Paar bildenden U-förmigen Gliedern (13) verbunden ist.
2. Ringförmiger Spreizexpander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Spreiz-Ansatz (15)

zwischen jedem Paar von aufeinanderfolgenden U-förmigen Gliedern(i3) angeordnet ist.
3. Ringförmiger Spreizexpander nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreiz-Ansätze (15)

abwechselnd entgegengesetzt gerichtet sind, so daß die in die eine Richtung weisenden Ansätze (15) die Axialbewegung eines der beiden Schienen-Ringe (19), während die in die entgegengesetzte Richtung weisenden Ansätze (15) die Axialbewegung des anderen der beiden Schienen-Ringe (19) begrenzen .
4. Ringförmiger Spreizexpander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreiz-Ansätze (15)

in der Normal-Ebene des Spreiz-Expanders liegen und sich im Basis-Bereich (13b) des U-förmigen Gliedes (13) als nicht verbundene Enden der darauffolgenden U-förmigen Glieder (13) erstrecken.
5. Ringförmiger Spreizexpander nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden U-förmigen Glieder (.13) einen Abstand voneinander aufweisen, der größer ist als die Breite der U-förmigen Glieder (13).