DE3538978C1

DE3538978C1 - Piston-ring arrangement for trunk pistons

Info

Publication number: DE3538978C1
Application number: DE19853538978
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl-Ing Schacht
Original assignee: Krupp Mak Maschinenbau GmbH
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1985-11-02
Filing date: 1985-11-02
Publication date: 1987-04-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenringanordnung für Tauchkolben, insbesondere von großen Dieselmotoren, wobei der Kolbenring in einer Nut angeordnet ist und zwischen Nutengrund und Kolbenring ein Druckraum mit einer Zuführung gebildet ist, wobei die der Oberflanke und der Unterflanke der Nut zugewandten Seiten des Kolbenringes eine Verbindungsöffnung aufweisen und die an der Seite der Oberflanke vom Gasdruck beaufschlagte Fläche des Kolbenringes größer ist als die über die Verbindungsöffnung beaufschlagte Fläche an der anderen Seite.

Bei Anordnungen dieser Art besteht das Problem, daß beim Kippen des Kolbens keine günstigen Verhältnisse bezüg lich des Verschleißes vorliegen, da der Kolbenring immer an der Buchse anliegt und sich nicht den vorliegenden Verhältnissen anpaßt. Dieses wird dadurch hervorgerufen, daß ein entsprechender Kolbenring durch den Gasdruck und den dadurch vorliegenden Druckverhältnissen, die relativ hoch sind, einfach festgehalten wird.

Nach der US-PS 41 38 125 ist eine Anordnung vorge schlagen worden, die einen Druckraum zwischen Nutbe grenzung und Kolbenring bildet, der jeweils über eine Zuführung im Bereich der Ober- oder Unterflanke der Nut erfolgt. Hierbei ist es nicht möglich, die Haftreibung auf der anliegenden Flankenseite der Nut herabzusetzen. Weiterhin ist nach der DE-PS 10 07 580 eine Ausbildung vorgeschlagen worden, bei der ein Kolbenring umblasen wird, aber eine axiale Druckentlastung nicht erfolgt.

Es ist nach der DD-PS 1 33 457 ferner eine Kolbendichtung für Hydraulikzylinder mit einem Druckraum zwischen Nutbegrenzung und Kolbenring bekannt geworden. Hierbei erfährt der Kolbenring über den zugeführten Druck im Druckraum eine Pressung gegen die Kolbenwandung. Eine Absenkung der Ringflankenreibung wird hierbei nicht erreicht, da durch diese Ausbildung mit einer starken rückseitigen, radialen Pressung der Dichtung an der Ober- und Unterflanke kein Druckraum einstellbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache Weise eine Kolbenringanordnung für eine gattungsgemäße Verwendung zu schaffen, die die Haftreibung des Kolbenringes in der Nut herabsetzt und eine Verschiebung entsprechend den vorliegenden Verhältnissen ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da durch, daß der Kolbenring an den den Nutflanken zuge wandten Seiten Rillen aufweist, die durch im Abstand angeordnete Bohrungen verbunden sind.

Hierdurch ist es möglich, eine verschleißarme Ausbildung durch Druckentlastung zur Absenkung der Ringflanken reibung zu gewährleisten und eine bessere Abdichtung beim Kippen des Kolbens zu erzielen.

Weiterhin ist vorgesehen, daß der Kolbenring an der der Unterflanke der Nut zugewandten Seite zum Nutengrund hin eine im Querschnitt konische Verjüngung mit zum Nuten grund hin sich öffnendem Winkel aufweist.

Eine weitere Ausführungsform wird erfindungsgemäß dadurch gebildet, daß der Kolbenring an der der Nutunter flanke zugewandten Seite eine Rille aufweist, die zum Nutengrund hin durch im Abstand angeordnete Kanäle ver bunden ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Nut mit eingesetz tem Kolbenring und eine Verbindungsbohrung zwischen den Ringflanken,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Kolbenringteil gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Fig. 1 mit einem Kolben ring, der an seiner unteren Seite konisch verläuft,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Fig. 1 mit einem Kolben ring, der an seiner unteren Flankenseite eine Rille mit zum Nutengrund hin verlaufen den Kanälen aufweist,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die untere Flankenseite eines Kolbenringteils gemäß Fig. 4.

Bei den dargestellten Ausbildungen ist ein Kolbenring 1 in einer Nut 2 eines Kolbens 3 angeordnet. Mit seinen Flankenseiten 6 und 7 ist der Kolbenring 1 der Ober flanke 4 und der Unterflanke 5 der Nut 2 zugeordnet, während eine Begrenzungsseite 8 der nicht näher darge stellten Laufbuchse und die andere Begrenzungsseite 9 dem Nutengrund 10 zugeordnet sind. Die als Rechteckringe ausgebildeten Kolbenringe 1 weisen dabei eine dem Nutengrund 10 zugewandte Innenfase 11 auf.

Durch den auftretenden Gasdruck wird normalerweise der Kolbenring 1 auf die Unterflanke 5 der Nut 2 gepreßt und somit festgesetzt.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist der Kolbenring 1 an seinen Flankenseiten 6 und 7 mit Rillen 12 und 13 versehen, die der Ober- und Unterflanke 4, 5 zugewandt und durch im Abstand angeordnete Bohrungen 14 verbunden sind. Dadurch kommt es beim auftretenden Gasdruck zu einer radialen Druckentlastung, da der Druck sich auch unterhalb des Kolbenringes 1 im Bereich der Rille 13 aufbaut. Hier durch wird somit die Ringflankenreibung abgesenkt und eine entsprechende Einstellung des Kolbenringes 1 nach den vorliegenden Verhältnissen gewährleistet, so daß auch eine bessere Abdichtung beim Kippen des Kolbens 3 ermöglicht wird. Es muß aber dafür gesorgt werden, daß die beaufschlagte Fläche des Kolbenringes 1 an der Seite der Oberflanke 4 der Nut 2 gegenüber der über die Verbindungsöffnung beaufschlagten Fläche an der anderen Seite 5 überwiegt.

Eine weitere Ausführung ist gemäß Fig. 3 dargestellt. Hierbei ist der Kolbenring 1 an der der Unterflanke 5 der Nut 2 zugewandten Seite zum Nutengrund 10 hin mit einer konischen Verjüngung 15 versehen. Hierdurch wird der auftretende Gasdruck ebenfalls teilweise in den Bereich unterhalb des Kolbenringes 1 gebracht.

Nach der Ausführung gemäß Fig. 4 und 5 ist der Kolbenring 1 an der der Unterflanke 5 zugewandten Seite der Nut 2 mit einer Rille 16 versehen, die über querlaufende Kanäle 17 zum Nutengrund hin geführt sind. Hierdurch tritt wie bei den vorstehenden Beispielen der gleiche Effekt auf.

Claims

1. Kolbenringanordnung für Tauchkolben, insbesondere von großen Dieselmotoren, wobei der Kolbenring in einer Nut angeordnet ist und zwischen Nutengrund und Kolbenring ein Druckraum mit einer Zuführung gebildet ist, wobei die der Oberflanke und der Unterflanke der Nut zugewandten Seiten des Kolbenringes eine Ver bindungsöffnung aufweisen und die an der Seite der Oberflanke vom Gasdruck beaufschlagte Fläche des Kolbenringes größer ist als die über die Verbindungs öffnung beaufschlagte Fläche an der anderen Seite, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenring (1) an den den Nutflanken (4, 5) zugewandten Seiten (6, 7) Rillen (12, 13) aufweist, die durch im Abstand angeordnete Bohrungen (14) verbunden sind.

2. Kolbenringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kolbenring (1) an der der Unter flanke (5) der Nut (2) zugewandten Seite (7) zum Nutengrund (10) hin eine im Querschnitt konische Verjüngung (15) mit zum Nutengrund (10) hin sich öffnendem Winkel aufweist.

3. Kolbenringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kolbenring (1) an der der Nutunter flanke (5) zugewandten Seite eine Rille (16) auf weist, die zum Nutengrund (10) hin durch im Abstand angeordnete Kanäle (17) verbunden ist.