DE3525699A1

DE3525699A1 - Mehrteiliger stahl-kolbenring

Info

Publication number: DE3525699A1
Application number: DE19853525699
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Kawaguchi Saitama Shinada
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1984-07-18
Filing date: 1985-07-18
Publication date: 1986-02-27
Also published as: US4572520A; GB8517910D0; JPS6123563U; GB2161897A; JPH0142694Y2

Description

Beschreibung

Mehrteiliger Stahl-Kolbenring

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrteiligen ölsteuerungs-Kolbenring für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft die Erfindung einen speziellen Aufbau eines Kolbenringes, der eine Drehung des Kolbenringes innerhalb der Kolbenringnut verhindert.

Bei Boxermotoren, die eine horizontale Motoranordnung aufweisen, ist die Lage des Spaltes des Kolbenringes im allgemeinen unerheblich. Falls jedoch der Motor geneigt angeordnet ist und der Spalt des Kolbenringes sich im unteren Teil des Zylinders befindet, kann Schmieröl durch den Spalt treten und sich in der Verbrennungskammer ansammeln. Wenn der Motor unter diesen Bedingungen gestartet wird, verbrennt das Schmieröl in der Verbrennungskammer und der verbleibende Kohlenstoff verschmutzt die innere Oberfläche der Verbrennungskammer. Dieser Rückstand verhindert die vollständige Verbrennung des Kraftstoffes in der Verbrennungskammer und vermindert dadurch die Leistung des Motors. Zusätzlich bedingt dies einen Verlust an Schmieröl, der zu einer Entfernung des Schmieröles aus dem Schmierstoffsystem führen kann. In solch einem Falle besteht eine große Wahrscheinlichkeit dafür, daß ein Fressen zwischen dem Kolbenring und der Zylinderwand auftreten kann.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es bisher herkömmlich gewesen, den Kolbenring in einer Gestaltung auszuführen, wie sie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Bezugnehmend auf Fig. 3, besitzt ein Ende eines gewellten Ausdehnungs-Abstandskörpers 1, das eine Stoßstelle 11 innerhalb des Ausdehnungs-Abstandskörpers bildet, einen Ansatz 12, der in eine Auslaßöffnung (nicht gezeigt), in der Kolbenringnut eingreift. Das verhindert, daß sich der Ausdehnungs-Ab-

Standskörper innerhalb der Kolbenringnut dreht.

Bezugnehmend auf Fig. 4, besitzt ein dünner, oberer Ringkörper 2, der mit dem Zylinder zusammenwirkt, einen Vorsprung 21, der in einen der offenen Räume eingreift, die durch den Ausdehnungs-Abstandskörper 1 gebildet werden. Dadurch wird verhindert, daß sich der obere Ringkörper im Verhältnis zu dem Ausdehnungs-Abstandskörper 1 dreht.

Das vorbeschriebene, herkömmliche Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es dann nicht ansetzbar ist, wenn der Ringkörper 2 aus einem spröden Material besteht. Das Verfahren ist auch insofern kompliziert, als es zwei verschiedene Arten der Halterung des Ausdehnungs-AbstandskÖrpers und der Ringkörper vorsieht, um deren Drehung zu verhindern.

Unter diesen Umständen besteht ein Ziel der Erfindung darin, einen Ölsteuer-Kolbenring aus Stahl zu schaffen, der durch ein einziges Verfahren so aufgenommen werden kann, daß seine Drehung vermieden wird und dieses Verfahren auch und gerade für einen mit dem Zylinder zusammenwirkenden Ringkörper anwendbar ist, der aus einem spröden Werkstoff besteht.

Um dieses und andere Ziele zu erreichen, umfaßt die vorliegende Erfindung einen Kolbenring, der in eine Ringnut eines Kolbens eingesetzt ist. Der Kolbenring umfaßt einen kreisförmigen, radial-gewellten Ausdehnungs-Abstandskörper mit Wellen, die Öffnungen in dem Ausdehnungs-Abstandskörper

go festlegen. Ein oberer Ringkörper ist benachbart zur oberen Oberfläche des Ausdehnungs-Abstandskörpers angeordnet. Der obere Ringkörper ist mit einem Kopfniet versehen, der den Ringkörper durchdringt. Der obere Nietkopf steht über die obere Oberfläche des oberen Ringkörpers hervor und der untere Nietkopf steht unterhalb der unteren Oberfläche des oberen Ringkörpers hervor und greift in eine der Öffnungen

ein, die durch die Wellen in dem Ausdehnungs-Abstandskörper bestimmt sind. Der obere Nietkopf des Nietes ist vorgesehen, um in eine Nut des Kolbens derart einzugreifen, daß eine Drehung des oberen Ringkörpers in bezug a-uf den Kolben vermieden ist. Ein unterer Ringkörper ist benachbart zur unteren Oberfläche des Ausdehnungs-Abstandskörpers angeordnet. Vorzugsweise stehen die Nietköpfe des Nietes von den jeweiligen Oberflächen des oberen Ringkörpers um einen Betrag von 0,3 bis 1,0 mm hervor.

Die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung, wie nachfolgend in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt ist, erreicht.

Fig. 1 ist ein senkrechter Querschnitt eines die vorliegende Erfindung verkörpernden Kolbenringes, der in einer Kolbenringnut angeordnet ist;

Fig. 2 ist ein Querschnitt eines Bestandteiles der Erfin-20

dung, der von einem Niet durchsetzt ist;

Fig. 3 ist eine Stirnansicht, die einen Kolbenringspalt bei einem herkömmlichen Kolbenring zeigt; und

Fig- ^ ist eine perspektivische Teilansicht eines Oberteiles eines herkömmlichen Kolbenringes.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Die Erfindung gibt an, daß ein Kolbenring vorgesehen ist, der innerhalb einer Ringnut des Kolbens angeordnet ist. Wie in der Vorrichtung, die in Fig. 1 dargestellt ist, ausgeführt, ist der Kolbenring allgemein gezeigt in einem Kolben 4, der eine ringförmige Kolbenringnut 5 aufweist und innerhalb eines Zylinders 6 angeordnet ist.

Die Erfindung gibt an, daß der Kolbenring einen kreisförmigen, radial-gewellten Ausdehnungs-Abstandskörper umfaßt, der Wellen aufweist, die Öffnungen in dem Ausdehnungs-Abstandskörper festlegen. Wie hier ausgeführt und in Fig.

dargestellt ist, besitzt der Ausdehnungs-Abstandskörper die gleiche Grundgestalt wie der Ausdehnungs-Abstandskörper 1, der in Fig. 3 dargestellt und innerhalb einer Kolbenringnut 5 angeordnet ist.

Die Erfindung gibt an, daß ein oberer ringförmiger Ringkörper benachbart zur oberen Oberfläche des Ausdehnungs-Abstandskörper angeordnet ist. Wie hier ausgeführt, ist der obere Ringkörper 2 benachbart zur oberen Oberfläche des radial-gewellten Ausdehnungs-Abstandskörpers 1 angeordnet. Der obere Ringkörper 2 weist einen Kopfniet 3 auf, der in einem Durchbruch 22 den Ringkörper 2 durchdringt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Der obere Nietkopf 32 steht über die obere Oberfläche 24 des oberen Ringkörpers hervor.

Wie die Erfindung angibt, ist der obere Nietkopf des Nietes 3 vorgesehen, um in eine Nut innerhalb des Kolbens derart einzugreifen, daß eine Drehung des oberen Ringkörpers in bezug auf den Kolben vermieden ist. Wie hier ausgeführt, ist der obere Nietkopf 32 innerhalb der radialen Nut 51 in dem Kolben 4 eingeschlossen. Somit ist irgendein Spalt in dem oberen Ringkörper 2 in einer festen Umfangslage in bezug auf den Kolben 4 gehalten. Folglich kann der Ringkörper 2 sich innerhalb der Kolbenringnut 5 nicht in eine Lage drehen, in der der Spalt in dem oberen Ringkörper 2 einen Durchtritt von Öl aus dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors in die Verbrennungskammer erlauben könnte.

Wie die Erfindung angibt, steht der untere Nietkopf des Nietes unterhalb der unteren Oberfläche des oberen Ringkörpers hervor und greift in eine der Öffungen ein, die

durch die Wellen des Ausdehnungs-Abstandskörpers gebildet werden. Wie hier verwirklicht, steht der untere Nietkopf des Nietes 3 unterhalb der unteren Oberfläche 26 des oberen Ringkörpers 2 hervor. Wi-e in Fig. 1 dargestellt ist, erstreckt er sich auch bis unterhalb der oberen Oberfläche des Ausdehnungs-Abstandskörpers 1 und deshalb ist es durch den unteren Nietkopf 31 dem Ausdehnungs-Abstandskörper unmöglich, sich in Umfangsrichtung innerhalb der Kolbenringnut 5 zu drehen. Folglich beseitigt der Niet 3 mit Hilfe seines oberen und unteren Nietkopfes die Umfangsdrehung des Ausdehnungs-Abstandskörpers 1 und des oberen Ringkörpers in bezug auf den Kolben 4.

Wie die Erfindung angibt, enthält der Kolbenring weiter einen unteren ringförmigen Ringkörper, der entlang der unteren Oberfläche des Ausdehnungs-Abstandskörpers angeordnet ist. Wie hier verkörpert, ist der untere Ringkörper 2¹ benachbart zur unteren Oberfläche 16 des Ausehnungs-Abstandskörpers 1 angeordnet.

In der dargestellten Ausführung, kann der Niet 3 in der Nähe des Spaltes oder der Spreizverbindung des Kolbenringes in dem oberen Ringkörper 2 angeordnet sein oder kann sich in einer anderen Lage an dem oberen Ringkörper 2 befinden. Vorzugsweise hat der obere und untere Nietkopf des Nietes 3 eine Dicke von ungefähr 0,3 bis 1,0 mm mit der sie von der jeweiligen Oberfläche hervorstehen. Mit anderen Worten, der obere Nietkopf 32 des Nietes 3 steht über die Oberfläche 24 vorzugsweise in dem obenangegebenen Umfang hervor. In gleicher Weise wird dieses Maß des Vorspringens auch für den unteren Nietkopf 31 bevorzugt, der unterhalb der Oberfläche 26 hervorspringt. Wenn der Niet jeweils im wesentlichen um den gleichen Betrag nach oben und nach unten von der oberen und unteren Oberfläche des oberen Ringkörpers aus hervorspringt, kann der obere Ringkörper auch umgekehrt verwendet und zur Bildung der

Erfindung angebracht werden, ohne Rücksicht darauf, welche seiner Oberflächen als obere bzw. untere Oberfläche angesehen wird.

Es wird außerdem bevorzugt, daß das Material, aus dem der Niet gebildet ist, plastisch deformierbar ist, um die Bildung der Nietköpfe 32 und 31, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, zu erleichtern. Vorzugsweise besteht der Niet 3 aus Kupfer. Die vorliegende Erfindung ist für Kolbenringe anwendbar, die obere und untere Ringkörper aufweisen, welche aus einem spröden Material, wie Stahl, bestehen.

Die vorliegende Erfindung bewirkt die Halterung des gewellten Ausdehnungs-Abstandskörpers gegen Verdrehung relativ zu dem Kolben und löst dadurch die Probleme des Ölverlustes beim Stand der Technik infolge der Lage des Spaltes des Kolbenringes im Hinblick auf Zylinderwand. Zusätzlich schafft die vorliegende Erfindung eine kostengünstige Ausführung der Herstellung eines Ölsteuer-Kolbenringes, dessen Drehung in bezug auf den Kolben ebenso verhindert werden kann, wie eine Drehung des zentralen Ausdehnungs-Anordnungskörpers im Hinblick auf den oberen und unteren Ringkörper des Kolbenringes.

Die vorliegende Erfindung wurde mit Hilfe eines bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern wird lediglich durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert.

Claims

Patentansprüche

1. Kolbenring, angeordnet in einer Ringnut eines Kolbens mit:

einem kreisförmigen, radial-gewellten Ausdehnungs-Abstandskörper (1),der Wellen aufweist, die Öffnungen in dem Aus-30 dehnungs-Abstandskörper (1) festlegen;

einem oberen Ringkörper (2), der benachbart zur oberen Oberfläche (14) des Ausdehnungs-Abstandskörpers (1) angeordnet ist, wobei der obere Ringkörper (2) einen den Ring-

_O1_ körper (2) durchsetzenden Kopfniet (3) aufweist, der mit ob

seinem oberen Nietkopf (32) über die obere Oberfläche (24)

des oberen Ringkörpers (2) und mit seinem unteren Nietkopf

(31) unterhalb der unteren Oberfläche (26) des oberen Ringkörpers (2) hervorsteht, wobei der untere Nietkopf (2) in eine der dur*ch die Wellen des Ausdehnungs-Abstandskörpers

5(1) gebildete Öffnungen eingreift und der obere Nietkopf

(32) des Nietes (3) angeordnet ist, um in eine Nut (51) des Kolbens (4) derart einzugreifen, daß eine Drehung des oberen Ringkörpers (2) in bezug auf den Kolben (4) vermieden ist; und

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einem unteren Ringkörper (2^f),der benachbart zur unteren Oberfläche (16) des Ausdehnungs-Abstandskörpers (1) angeordnet ist.

ρ-

2. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl der obere als auch der untere Nietkopf (32, 3D von den jeweiligen Oberflächen (24, 26) des oberen Ringkörpers (2) um den gleichen Betrag hervorstehen.

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5. Kolbenring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß dieser Betrag etwa 0,3 bis 1,0 mm beträgt.

k. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Material des Nietes (3) zur Erleichterung der Ausformung der Nietköpfe (32, 31) plastisch verformbar ist.

_n 5. Kolbenring nach Anspruch 4, dadurch g e k e η ή ου

zeichnet , daß das Material des Nietes (3) Kupfer ist.

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