DE3532244A1

DE3532244A1 - Kolbenring - kombination

Info

Publication number: DE3532244A1
Application number: DE19853532244
Authority: DE
Inventors: Yukio Urawa Saitama Tateishi
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1985-09-10
Publication date: 1986-03-13
Also published as: GB2164418A; JPS6151455U; GB8522288D0; JPH0326292Y2

Description

Nippon Piston Ring Co.,Ltd. 10. September 1985

2-6, Kudan-Kita 4-Chome K 6499 Kn/ge

Chiyoda-ku,
Tokyo, Japan

'Beschreibung

Kolbenring - Kombination

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenring-Kombination der Art, die einen Kompressionsring und einen Ölring aufweist, wobei jeder von diesen eine relativ kleine Ausdehnungskraft besitzt.

Im allgemeinen ist ein wasser- oder luftgekühlter Viertaktbenzinmotor mit einer Kolbenring- Kombination ausgestattet, welche aus drei Kolbenringen besteht, namentlich aus einem ersten und zweiten Kompressionsring und einem Ölring. Die drei-Kolbenring-Kombination hat einen Nachteil, daß es schwierig ist, das Gewicht des Motors zu verringern, da der Kolben ebenso wie der Zylinder auf das

Anbringen von drei Kolbenringen ausgedehnt und gewichtet ist. 25

Jeder Kolbenring hat einen Reibungswiderstand gegen die hin- und hergehende Bewegung eines Kolbens. Der Widerstand wächst mit der Ausdehnungskraft des Kolbenrings. Der sich ergebende Reibungswiderstand von drei Kolbenringen ist relativ groß, selbst wenn

jeder Kolbenring eine kleine Ausdehnungskraft hat. Das führt zu 30

einem anderen Nachteil, daß es schwierig ist, den Kraftstoffverbrauch in einem Motor, welcher mit der herkömmlichen Kombination von drei Kolbenringen ausgestattet ist, zu vermindern. Es ist bekannt, eine andere Kombination zu verwenden, welche aus einem Kompressionsring und einem Ölring besteht, um das Gewicht des Motors und den Kraftstoffverbrauch zu vermindern. Die bekannte Kombination von zwei Kolbenringen ist jedoch weniger wirkungsvoll,

um das Gas abzudichten und ein Vorbeiblasen zu verhindern, als die herkömmliche Kombination von drei Kolbenringen und hat demzufolge ein anderes Problem, daß der Verbrauch von Schmieröl ziemlich anwächst. Die bekannte Kombination kann keinen genügend kleinen Reibungswiderstand haben, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern, da sie aus zwei Kolbenringen besteht, von denen jeder eine etwas große Ausdehnungskraft besitzt. Andernfalls würde das Vorbeiblaseproblem sehr ernst werden.

Λ Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Kombination von zwei Kolbenringen anzugeben, welche einen kleinen Reibungswiderstand hat, ohne einen Abdichtungseffekt zu verringern.

Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Kombination -c von zwei Kolbenringen zur Einsparung von Kraftstoff ebenso wie zur Einsparung von Schmieröl anzugeben.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Kombination von zwei Kolbenringen zur Reduzierung des Gewichts des Mo- ^_n tors anzugeben.

Die vorliegende Erfindung weist eine Kolbenring-Kombination auf, die einen Kompressionsring und einen Ölring aufweist und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionsring leicht in der Form einer Aushöhlung drehbar ist, wenn er in eine Kompressionsringrille in einem Kolben eingesetzt wird und daß der Ölring eine dünne Außenfläche hat.

Der Kompressionsring hat einen im allgemeinen rechteckigen Quer-2Q schnitt und eine innere Oberkante, welche in einer Weise abgeschrägt ist, daß der Kompressionsring leicht verformbar ist, um den äußeren Umfang zu verbiegen, welcher vertikal, spitz zulaufend oder unterhöhlt ist. Der Kompressionsring, der einen nach oben abgeschrägten äußeren Umfang mit einer äußeren y. unteren unterhöhlten Kante hat, ist nicht immer gefordert, die innere Oberkante abgeschrägt zu haben. Der Ölring hat außen obere und untere Kanten,ähnlich abgeschrägt, um eine dünne äußere Oberfläche zu bilden.

Der Kompressionsring in der Kolbenoberseite ist leicht verformbar, um den äußeren Umfang zu verbiegen, so daß er die innere Wand eines Motorzylinders mit seiner äußeren unteren Kante ebenso berührt wie die Bodenwand der Kompressionsrille mit der inneren unteres Kante. Der Ölring auf der Kurbelgehäuseseite berührt die innere Wand des Zylinders mit einer im Vergleich zu dem bekannten ölring relativ dünnen Oberfläche.

Die Zahl der Kolbenringe in der erfindungsgemäßen Kombination ist ^q zwei und weniger als drei in der herkömmlichen, so daß sich diese weniger in einem Reibungswiderstand befinden, was auf die sich ergebende geringe Ausdehnungskraft von zwei Kolbenringen zurückzuführen ist, auch wenn jeder Kolbenring dieselbe Ausdehnungskraft hat, wie ein herkömmlicher. Der Widerstand kann weiterhin verringert werden, wenn der Kompressions- und der Ölring in der erfindungsgemäßen Kombination eine Ausdehnungskraft haben, die geringer ist als die der herkömmlichen. Die innere, abgeschrägte Oberkante ermöglicht dem Kompressionsring sich leicht in der Form von einer Vertiefung zu verformen, so daß der Kompressionsring daher im Querschnitt seine äußere untere Kante in Punkt-Kontakt mit der Innenwand des Zylinders und die innere untere Kante in Punkt-Kontakt mit der Bodenwand der Kompressionsringrille hat, was zum Ergebnis hat, daß er bei Benutzung selten von der Bodenwand der Kompressionsringrille angehoben wird. Daher ist der Kompressionsring in seiner Abdichtungseigenschaft überlegen und sehr wirkungsvoll gegen Vorbeiblasen. Bevorzugterweise hat der Kompressionsring eine enge oder doppelt abgestufte Spaltlücke ,um den Abdichtungseffekt zu verbessern. Chromeingesetzte Ringe und besprühte Ringe werden bevorzugt als Kompressionsring benutzt ohne zur Verbesserung in einem Abdichtungseffekt abgeschrägt zu sein. Der Kompressionsring ist mit einem unterhöhlten Außenum-3Q fang gebildet, von dem die gegenüberliegenden Teile übrig bleiben ohne in der Nachbarschaft seiner Spaltlücke unterhöhlt, zu sein.

Der Ölring hat äußere, obere und untere Kanten, die abgeschrägt sind, um eine dünne ringförmige Oberfläche zu haben, zum Berührungseingriff mit der Zylinderwand, so daß er einen hohen Flächendruck hat, auch wenn er eine relativ geringe Spannkraft hat. Daher kann der Ölring ein Anwachsen des Schmierölverbrauchs verhindern, ungeachtet des geringeren Reibungswiderstandes, was auf

die geringe Spannkraft zurückzuführen ist. Schmieröl wird aus der Zylinderwand herausgedrückt in Abflußlöcher in den Kolben, dann fließt es schnell herunter zu dem Kurbelgehäuse. Auf diese Weise ist der Öldruck unterhalb des Ölrings niedrig genug, um zu verhin dem, daß das Öl am Ölring vorbeifließt ,mit dem Ergebnis, daß ein Anwachsen des Schmierölverbrauchs verhindert wird.

Die Vorteile, welche durch die vorliegende Erfindung dargeboten werden, liegen hauptsächlich darin, daß der Zylinder und der Kolben in Länge und Gewicht kleiner sind,als diejenigen, welche in der herkömmlichen Kombination von drei Kolbenringen benutzt werden und darin, daß sowohl Kraftstoff als auch Öl eingespart werden kann, da die Kombination von zwei Kolbenringen im Vergleich mit dem der bekannten Kombination von zwei oder drei Kolbenringen einen relativ kleinen Reibungswiderstand hat. Die ei-

_1r findungsgemäße Kombination von zwei Kolbenringen hat eine Äbdichtungsfunktion, um ein Vorbeiblasen oder ein Anwachsen des Sehs-isrÖlverbrauchs zu verhindern, im Unterschied zu der bekannter. Ko&bination von zwei Kolbenringen, bei welcher ein Vorbeiblasen nur yngenü^pd gewährleistet ist. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungs-

2C möglichkeiten dear vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nach- : olgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbind:;::ϊξ, mit der Zeichnung. Darin zeigen:

Figur I eine Teilansicht des entscheidenden Ts⁴Ie de? irnera :

Verbrennungsmotors, ausgestattet mit ein*:: Keibe^rinj- * ' kombination gemäß der Erfindung. Die Teile sir.i ver

größert gezeigt ohne Beachtung relativer

Figur 2 ist eine vergrößerte Teilansicht des Kosp

,j , sind vergrößerte Querschnittsansichten verschiedene* öar stellungen des Kompressionsrings; unc

Figur 7 sind vergrößerte graphische Ansichten, *£lc:he· den 3r.^,vi

and 8 „. . .

Kompressionsrings zeigen.

Wie in Figur I dargestellt, weist die Kolbenringki'tnbip.ation s::iii:n Kompressionsring 10 und einer. Ölring 20 au", hex ^. ;κ-iäs.ionsrif_ft 10 ist in der Kompressionsringrille 40 angebracht., i:^ ;.a -jdi

* Kopfseite des Kolbens 30 gebildet ist, welcher sich in einem Motorzylinder hin- und herbewegt. Der Ölring 20 paßt in die Ölringrille 50 unterhalb der Kompressionsringrille. Die beiden Ringe 10 und 20 sinds im Querschnitt, im allgemeinen rechteckig und dünner als die

& jeweiligen Rillen 40 und 50, in welchen axiale Lücken bestehen.

Wie Iti Figur 2 dargestellt, hat der Kompressionsring 10 eine innere, abgeschrägte Oberkante 11. Der Kompressionsring 10 mit der abgeschrägten Kante 11 kann an seinem Außenumfang leicht in die Form einer Aushöhlung verbogen werden, wenn er in die Kompressionsringrille 40 eingesetzt wird, wobei er die Bodenwar.c 43 der Kompressionsringrille 40 mit der inneren,unteren Ka^te 13 und die innere Wand 64 des Motorzylinders 60 mit der äußeren Unterkante 14, wie in Figur 1 dargestellt, berührt. Die Kontakt - Oberfläche ist sehr klein, da sie im Querschnitt eine ^J Punktberührung oder räumlich eine Linienberührung bilden. Dies bedeutet, daß der Kontaktdruck hoch genug ist» um einen ausreichenden Abdichtungseffekt zu erzielen und um ein Vorbeiblasen auch dann zu verhindern, wenn die Ausdehnungskraft des Kolbenrings klein ist.

Der Ölring 20 hat seine Außenseite mit äußeren, oberen und unteren abgeschrägten Kanten 21 und 22 ausgebildet, um die innere Wand 64 mit einer dünnen ringförmigen Oberfläche 23 zu berühren, so daß ein sehr dünner Ölfilm dazwischen ausgebildet wird. Dies führt dazu, daß der Berührungsdruck groß und wirkungsvoll ist um das Schmieröl von der Innenwand abzukratzen. Das abgekratzte Öl fließt sofort durch das Abflußloch 51, welches sich entlang der Bodenwand 53 der Ölringrille 50 zu dem hohlen Teil des Kolbens 30 erstreckt, in Richtung zu einem Kurbelgehäuse. Das Öl kann nicht jenseits des Ölrings 20 ansteigen, da die äußere untere Kante 22 den Öldruck unterhalb dessen in dem Ölfilm vermindert.

Der Kompressionsring ist nicht auf die Form beschränkt, wie in Figur 1 dargestellt. Der Kompressionsring 10 kann einen zylindrisch ausgestalteten Außenumfang 17 haben, wie in Figur 3 dargestellt,einen nach oben abgeschrägten Außenumfang 18, wie in Figur 4 dargestellt, oder einen nach oben abgeschrägten Außenumfang mit einer unterhöhlten Kante 19, wie in Figur 5 dargestellt. In dem Fall, daß der

BAD ORlGSNAL

Kompressionsring 10 einen abgeschrägten äußeren Umfang 18 mit einer unterhöhlten Kante 19 hat,ist seine innere Oberkante nicht immer abgeschrägt, wie in Figur 6 dargestellt. Der Kompressionsring 10 der Figur 3 bis 6 ist leicht drehbar, um den Außenumfang in der Form einer Aushöhlung zu verbiegen und um das Gas wirkungsvoll abzudichten und um ein Vorbeiblasen in derselben Art und Weise wie in Figur 1 dargestellt, zu verhindern. Um den Abdichtungseffekt zu verbessern, hat der Ring bevorzugt eine enge oder doppelt abgestufte Spaltlücke. Die gegenüberliegenden Teile des nach oben spitz zulaufenden Außenumfangs IB verbleiben ohne unterhöhlt zu sein in der Nachbarschaft der rechteckigen Lücke 15 der Figur 7 und der doppelt abgestuften Lücke der Figur 8, in dem Fall, in dem der Kompressionsring 10 von der Art ist, welche eine äußere untere unterhöhlte Kante 19 hat.

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- Leerseite -

Claims

PATENT- UND.RECHTSANWÄLTE BARDEHLE · PAGENBERG · DOST· ALT£NBURG· FeOHWfTTER & PARTNER ^ R ^ ? ? LL RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS JOCHEN PAGENBERG or jur ll μ harvard·· HEINZ BARDEHLE dipl-ing BERNHARD FROHWITTER chpl-ing ·· WOLFGANG A. DOST dr.dipl.chem GÜNTER FRHR. v. GRAVENREUTH dipl-ing <ph>· UDO W. ALTENBURG dipl-phys JÜRGEN KROHER dr jur ll μ oueensuniv BERNHARD H. GElSSLER oipl-phys DR JUR MCUOWU) RECHTSANWALT·. US ATTORNEY AT LAW" POSTFACH 860620 βΟΟΟ MÜNCHEN 86 TELEFON (089) 880361 TELEX 522 781 padd TELEFAX (089) BB97 63 HYPOBANK MUC 6860130600 (BLZ 70020001) PGA MUC 387 37-8Ο8 (BLZ 70010080) BÜRO GALILEIPLATZ 1. ΘΟΟ0 MÜNCHEN datum 1 0 · September 1985 K 6499 Kn/ge Patentansprüche

1. Kolbenringkombination, gekennzeichnet durch jeweils einen Kompressionsring (10) und einen Ölring (20) eingesetzt in Kompressions- und Ölringrillen (40,50), die in einem Kolben (30) gebildet sind, der sich innerhalb eines Zylinders (60) hin- und herbewegt, wobei der Kompressionsring (10)

·* innere und äußere untere Kanten (13,14) hat und leicht drehbar ist, damit sein Außenumfang in der Kompressionsringrille (40) verbogen werden kann und die Innenwand (64) des Zylinders mit der äußeren unteren Kante (14) des Kompressionsrings und die Bodenwand (43) der Kompressionsringrille mit

^O der inneren unteren Kante (13) berührt, wobei der Ölring äußere, obere und untere Kanten (21,22) hat, welche abgeschrägt sind, damit sie eine dünne ringförmige Oberfläche (23) haben, um mit der inneren Wand (64) des Zylinders in Berührung zu stehen.

2. Kolbenriqgkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionsring (10) einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt hat und eine innere, abgeschrägte Oberkante (11).

3. Kolbenringkombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionsring (10) einen zylindrisch ausgestalteten Außenumfang (17) hat.

A. Kolbenringkombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionsring (10) einen nach oben spitz zulaufenden Außenumfang (18) hat.

5. Kolbenringkombination nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nach oben spitz zulaufende Außenumfang (18) mit einer unterhöhlten äußeren unteren Kante (19) ausgebildet ist, mit Ausnahme in der Nachbarschaft einer Spaltlücke (15) des Kompressionsrings (10).

6. Kolbenringkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionsring (10) einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt hat und einen nach oben spitz zulaufenden Außenumfang (18), ausgestaltet mit einer unterhöhlten, äußeren unteren Kante (19), mit Ausnahme in der Nachbarschaft einer Spaltlücke (15) des Kompressionsrings.