DE3337861A1 - Oelabstreifring - Google Patents

Description

Ölabstreifring

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen ölabstreif-Kolbenring, der in einer Brennkraftmaschine Verwendung findet.

Der ölabstreifkolbenring 1 (der nachstehend als "ölabstreifring" bezeichnet wird) ist in einer Kolbenringnut 3 angebracht, die in einem Kolben 2 ausgebildet ist, wie dies aus Figur 1 zu ersehen ist. Der Kolben 2 ist in einem Zylinder 4 eingeordnet, der derart bearbeitet ist, daß er eine genaue Kreisform hat. Kompressionsringe 5 sind in den Kolbenringnuten 31 angebracht, die oberhalb des ölabstreifringes 1 vorgesehen sind.

Die Hauptaufgabe des ölabstreifringes ist beispielsweise als eine Dichtung zu wirken, so daß das Schmieröl nicht in die Brennkammer eintritt und ferner das überschüssige Schmieröl nach unten zu streifen, das auf der Innenwandung des Zylinders bleibt und dann zu der ölwanne zurückgeführt wird, wobei immer ein entsprechender Schmierölfilm auf der Innenwandung des Zylinders gebildet wird» Das wichtigste bei einem Ölabstreifring ist, daß er fähig ist, sich gleitend zu bewegen, während dem er in engem Kontakt mit der Innenwandung des Zylinders ist.

Auf diesem Gebiet wurden mehrere Untersuchungen und Entwicklungen betreffend die ölabstreifringe unternommen. Aus diesen Untersuchungen resultiert, daß in

weit verbreitetem Maße ein Ölabstreifring von integraler Bauart verwendet wird, der in Figur 2 gezeigt ist, wobei ein gewickelter Dehner 6 in eine Nut 13 eingepaßt ist, Die Nut 13 ist in der Innenumfangsfläche eines Ölabstreifringes von integraler Bauart ausgebildet, in dem ein ölfenster 12 in einem Ölabstreifpaßring 11 ausgebildet ist.

Der ölabstreifring von integraler Bauart wird derart hergestellt, daß er die Form einer Kurvenscheibe aufweist, die einen freien Eingriffsspalt in ihrem unbelasteten Zustand {d.h. wenn auf den Ring keine Kräfte von außen einwirken) hat und der die Form eines vollständigen und exakten Kreises nur aufweist, wenn er in einem Kreiszylinder angebracht ist.. Mit anderen Worten bedeutet dies, wenn er auf dem Kolben angebracht und in den Zylinder eingeset2t wird, so daß sich der Spalt im Ring schließt, können die Spannung sowohl des ölabstreifringes selbst als. auch jene des gewickelten Dehners zusammen den Ring gegen die Innenwandfläche des Zylinders pressen.

Beim Ölabstreifring von einteiliger Auslegung^ der derart ausgelegt ist, daß er die Form eines vollständigen Kreises nur aufweist, wenn der freie Eingriff sspalt geschlossen ist, ergeben sich aber die nachstehend angegebenen Schwierigkeiten. Hierbei hat sich herausgestellt, daß der Ölabstreifring von einteiliger Bauart nicht zweckmäßig ist, da der ölabstreifring in einteiliger Bauart nicht ausreichend die Hauptaufgaben eines ölabstreifringes erfüllt.

Bei der üblichen Fertigung des üblichen Abstreifringes wird zuerst die äußere Umfangskurvenkörperfläche

des ölabstreifringes geformt und dann wird der Eingriff sabschnitt durchgetrennt, so daß man einen freien Eingriffsspalt erhält- Im Anschluß daran wird der Innenumfang durchgetrennt. Im Anschluß daran erfolgt eine Nachbearbeitung des Außenumfangs/ die Fertigung der Außenumfangsnut, die Fertigung des Ölfensters und die Nachbearbeitung des Eingriffsabschnitts. Alle diese Fertigungsschritte werden ausgeführt/ wenn der freie Eingriffsspalt geschlossen ist, abgesehen von der Nachbearbeitung des Eingriffsabschnittes. Daher ist es söhwierig, einen ölabstreifring zu erhalten, der eine äußere Umfangsflache mit einer solchen Gestalt hat, die genau wie die Innenwandung eines Kreiszylinders ausgebildet ist.

Da zusätzlich das Durchtrennen des Innenumfanges erfolgt, nachdem der freie Eingriffsspaltabschnitt ducchgetrennt worden ist, werden die Nachbearbeitung «äes Außenumfangs und die Fertigung der Außenumfangsnut durch das Durchtrennen unterbrochen, da der Spalt bereits im Umfange durchgetrennt worden ist. Hierdurch entstehen viele Schwierigkeiten, wie zum Beispiel, daß die Standzeit des Schneidwerkzeuges kurz wird und die Schneidgeschwindigkeit nicht vergrößert werden kann*

Die Erfindung zielt daher darauf ab, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten einen ölabstreifring zu schaffen, mit dem die oben genannten Schwierigkeiten beim Stand der Technik überwunden werden.

Der ölabstreifring nach der Erfindung weist hierzu einen Dehner auf, der auf der Innenumfangsflache des Ölabstreifpaßringes angeordnet ist. Der ölabstreif-

paßring hat die Form eines vollkommenen Kreises, wenn er mit dem freien Eingriffsspalt versehen ist und der Dehner ist auf der Innenumfangsfläche in dem ölabstreifring angeordnet»

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Figur 1 eine Querschnittsansicht von wesentlichen Teilen eines Kolbens, an dem ein ölabstreifring nach dem Stand der Technik angebracht ist,

Figur 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Ölabstreifringes von Figur 1,

Figur 3 ist eine Draufsicht in Teilquerschnittsdarstellung eines ölabstreifringes mit einem freien Eingriffsspalt nach der Erfindung,

Figur 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht

längs der Linie A-A in Figur 3,

Figur 5 eine Querschnittsansicht der wesentlichen

Teile zur Verdeutlichung des gewickelten Dehners, der auf dem ölabstreifpaßring nach

Figur 3 angebracht ist,

Figur 6 eine Querschnittsansicht zur Verdeutlichung der wesentlichen Teile einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung, und

Figuren 7 und 8 Querschnittsansichten zur Verdeutlichung eines Ölabstreifpaßringes gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert/ in der gleiche oder ähnliche Teile wie beim Stand der Technik mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Figur 3 ist eine Draufsicht, die in einer Teilquerschnittsansicht eine Ausführungsform eines ölabstreifringes nach der Erfindung zeigt, der mit einem freien Eingriffsspalt (C) eines Paßringes 11 versehen ist. Figur 4 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A in Figur 3.

Nach der Erfindung ist eine Ausnehmung 15 in der äußeren Umfangsflache 14 in dem ölabstreifpaßring wie in Figur 3 gezeigt ausgebildet, so daß die äußere ümfangsgleitflache in Umfangsrichtung,wie mit 14, bezeichnet, geteilt ist. Selbstverständlich ist die Querschnittsform des ölabstreifpaßringes nicht auf die in Figur 4 gezeigte Gestalt beschränkt und bekannte Querschnittsformen wie in Figur 7 können ebenfalls verwendet werden, wobei in Figur 7 die äußere ümfangsfläche in drei Flächen geteilt ist oder es kann auch eine Querschnittsausbildungsform ohne eine ölfenster verwendet werden, die beispielsweise in Figur 8 gezeigt ist.

Ein ölfenster 12 ist in unterbrochener Form in Umfangsrichtung vorgesehen, so daß Öffnungen von der Ausnehmung 15 zu der Innenumfangsfläche gehen.

Nach der Erfindung ist ein wesentliches Merkmal des Olabstreifpaßringes 11, daß er eine vollkommene Kreisform selbst dann hat, wenn der freie Eingriffsspalt (C) nicht geschlossen ist, wie dies aus Figur 3 deutlich ersichtlich ist. Da somit der ölabstreifpaßring 11 nicht mit einer Eigenspannung versehen ist, ist er mit einer Nut 13 ausgebildet, in die ein gewickelter Dehner 6 eingepaßt ist. Die Nut 13 ist in der Innenumfangsfläche ausgebildet und der gewickelte Dehner 6 ist in der Nut 13 angebracht, wie dies aus Figur 5 ersichtlich ist, so daß der ölabstreifpaßring 11 gegen die Innenwandfläche des Zylinders durch die Spannung des gewickelten Dehners gedrückt wird» Selbstverständlich können die Mittel zum Erzeugen der Spannung in der Außenumfarigsrichtung, die auf der Innenumfangsfläche vorgesehen sind, auch andersartig ausgebildet sein als der gewickelte Dehner und. es kann beispielsweise ein plattenförmiger Dehner 61 verwendet werden, wie dies in Figur 6 gezeigt ist. Im allgemeinen kann jeder an sich bekannte Dehner verwendet werden, der fähig ist, die Spannung des Dehners auf den ölabstreifpaßring 11 zu übertragen.

Da somit der ölabstreifpaßring 11 die Gestalt eines vollkommenen Kreises hat» wenn der ölabstreifpaßring mit dem freien Eingriffsspalt (C) versehen ist, ist es möglich, auf einfache Weise einen ölabstreifring zu erhalten, bei dem die äußere ümfangsflache des Ölabstreifringes vollständig mit der Innenwandfläche eines Zylinders übereinstimmt, wenn er in einem vollkommenen Kreiszylinder angebracht wird.

Wenn ein ölabstreifring nach der Erfindung hergestellt wird, so daß der Ring eine vollkommene Kreisform hat, umfassen die Herstellungsstufen die Fertigung eines

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exakten Kreises mit einem Durchmesser, der gleich dem Innendurchmesser des Zylinders ist, wie zum Beispiel eine Bearbeitung der Außenurafangsflache auf einem vollkommenen Kreis _f die Durchtrennung des Innenumfangs auf einen vollkommenen Kreis, die Nachbearbeitung des Außenumfangs in Form eines vollkommenen Kreises, die Einarbeitung der Nut in den Außenumfang in Form eines vollkommenen Kreises und die Ausbildung des ölfensters.

Alle diese Stufen werden ausgeführt, ohne daß die Notwendigkeit besteht, den Eingriffsabschnitt abzuschneiden, um die gewünschte Gestalt zu erhalten. Wenn die Endverarbeitungsstufe der äußeren Umfangsflache ein äußeres Umfangsläppen ist, wird der Eingriffsabschnitt unmittelbar vor diesem äußeren Umfangsläppen durchgetrennt. Wenn die Endbearbeitungsstufe der äußeren Umfangsfläche das Polieren ist, kann der Eingriffsabschnitt nach der abschließenden Außenumfangsflächenbearbeitung durch Polieren durchgetrennt werden.

Die Abmessungen des Schnitts für den Eingriffsabschnitt können so gewählt werden, daß man dieselben Abmessungen erhält, die dann erforderlich sind, wenn der ölabstreifpaßring in den Zylinder eingesetzt wird, d.h. es handelt sich hierbei um die Abmessung, die man als "Vorgabespalt'¹ bezeichnet, die ermöglicht, daß der ölabstreifpaßring die Gestalt eines vollkommenen Kreises hat. Als Folge hiervon ist der freie Eingriffsspalt des ölabstreifringes nach der Erfindung und dieser Vorgabespalt hinsichtlich den Abmessungen gleich«

Wie vorstehend erwähnt, wird der ölabstreifring nach der Erfindung derart gebildet, daß der ölabstreifpaßring die Form eines vollkommenen Kreises aufweist, wenn er mit dem freien Eingriffsspalt versehen ist.

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Hierdurch wird es möglich, den Ölabstreifpaßring nur durch Bearbeitungen eines tatsächlichen Kreises ohne eine Kurvenkörperbearbeitung wie beim Stand der Technik zu fertigen. Als Folge hiervon ergibt sich, daß man einen ölabstreifring in der Form eines vollkommenen Kreises erhält, der vollständig mit dem Zylinder übereinstimmt/ der ebenfalls auf eine vollständige Kreisform bearbeitet worden ist. Das öllecken

■^0 von der Außenumfangsflache des ölabstreifpaßringes, das bisher ein schwerwiegendes Problem war, kann somit wirksam verhindert werden und der ölabstreifpaßring kann seine Aufgabe zufriedenstellend erfüllen. . Da zudem das unterbrechende Druchtrennen zur Ausbil-

-^ dung des Eingriffsabschnittes beim Stand der Technik wegfällt/ kann man die Standzeit des Schneidwerkzeuges verlängern, das zur Fertigung des Ringes eingesetzt wird und man kann auch die Schneidgeschwindigkeit erhöhen. Hierdurch erhält man den weiteren Vorteil,

2Q daß es möglich ist, den Ölabstreifring wirtschaftlicher und effizienter herzustellen.

Zu berücksichtigen ist bei der Verwendung des Ölabstreifringes nach der Erfindung die Beanspruchung zu dem Zeitpunkt, wenn der Ring angebracht ist. Das Ergebnis eines Versuches, der von der Anmelderin durchgeführt worden ist, hat gezeigt« daß man eine solche Beanspruchung beherrschen kann, indem man den Außenumfangsdurchmesser (D), dividiert durch die Dicke

(^T) gleich oder größer als 34 wählt, wenn man hochwertiges Gußeißen als Grundmaterial für den Kolbenring verwendet und wenn man D/T gleich oder größer als 38 wählt, wenn man Stahlmaterial und Gußeisen mit Kugelgraphit als Grundmaterial verwendet. Die Einstellung von D/T auf gleich oder größer als 34 oder 38 bedeutet, daß der Querschnitt des Ölabstreif-

paßringes klein gemacht wird und daß man daher einen Ölabstreifring erhält/ der ein vermindertes Gewicht hat und der somit leichter der Innenwandung des Zylinders folgen kann, da das Haftvermögen gering wird. Hierdurch erhält man ausgezeichnete Eigenschaften.

Da zusätzlich der ölabstreifpaßring durch den gewickelten Dehner nach der Erfindung durch Einspannung festgelegt wird/ ist der ölabstreifring fest in der Kolbenringnut angebracht, was einen weiteren Vorteil nach der Erfindung darstellt.

Claims (4)

1. P atentansprüche

   Ölabstreifring mit einer Außenumfangsflache, einer Innenumfangsflache und einem Dehne:.:., welcher in einen Zylinder derart einführbar i=t_y daß die Außenumfangsflache des Äbstreifringes in Berührung mit den Wandungen des Zylinders ist, und der gegen die Wandungen des Zylinders durch die Kraft des Dehners gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifring (11) einen Spalt (C) hat, der in einem frei tragenden unbelasteten Zustand vor dem Einsetzen in den Zylinder (4) ausgebildet ist und daß die Außenumfangsflache des Abstreifringes (11) etwa kreisförmig in dem unbelasteten Zustand des Abstreifringes ist.

   _ 9 —
2. 2. ölabstreifring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß eine Nut (13) in der Innenumfangsfläche zur Aufnahme des Dehners

   5 (6, 61) ausgebildet ist,
3. 3. ölabstreifring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehner'ein gewickelter Dehner (6) ist.
4. 4. ölabstreifring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß der Dehner ein plattenförmiger Dehner {61) ist.