DE3638728A1 - Mehrteiliger oelabstreifring fuer verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Ölabstreifring für Verbrennungsmotoren, bestehend aus zwei Lamellenringen und einem zwischen diesen angeordneten, aus Bandmaterial geboge­ nen Spreizfederring mit nach innen offenem U-förmigen Quer­ schnitt zum axialen Abstützen und einer axialen Abbiegung der Schenkelenden zum radialen Anpressen der Lamellenringe an die Zylinderwand.

Ölabstreifringe mit Spreizfederringen der eingangs genannten Bauart sind beispielsweise durch die US-PS 26 95 825, die DE-PS 27 20 297 und die DE-OS 30 21 495 bekannt. Durch ihre axiale Höhe und die radiale Breite der dazugehörigen Lamel­ lenringe sind sie in ihrer Verwendung begrenzt und ent­ sprechen weder den Forderungen der Motorenindustrie nach Verringerung der axialen Höhe der Kolbennut, in welche sie eingelegt werden, noch der Forderung nach Verringerung der radialen Breite der Lamellenringe. Mit der Verringerung der Kolbennut wird angestrebt, die Bauhöhe des Kolbens und das Kolbengewicht zu vermindern. Die Verringerung der radialen Breite der Lamellenringe soll einem verbesserten Formfül­ lungsvermögen dienen, um die radiale Anpreßkraft der Lamel­ lenringe und damit die Reibungsverluste zu verringern.

Zur Verringerung der axialen Bauhöhe des Spreizfederringes und Ausbildung von Lamellenringen mit geringeren Breiten wurde bereits nach der DE-PS 32 08 396 vorgeschlagen, den Biegebereich des Spreizfederringes für die elastische Ab­ stützung der Lamellenringe in Umfangsrichtung gesehen ra­ dial hinter diesen anzuordnen.

Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die gesamte ra­ diale Breite der Ringkombination erheblich vergrößert und dadurch eine größere Tiefe der Kolbennut erforderlich wird. Die angestrebte Gewichtsverminderung des Kolbens wird z. T. oder ganz dadurch zunichte gemacht, daß die zu tiefe Nut eine entsprechende Vergrößerung der Wandstärke des Kolbens erforderlich macht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Grenzen der bekann­ ten Spreizfederringe eines Ölabstreifringes der eingangs genannten Bauart zu kleinerer axialer Höhe und schmalerer Lamellenringbreite zu erweitern, ohne die Federkennung des Spreizfederringes zu verändern und ohne die Nuttiefe gegen­ über herkömmlichen Ausführungen zu vergrößern. Die Erfin­ dung zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß die beiden Schenkel des Spreizfederringes bis zur ge­ genseitigen Berührung und Abstützung aneinandergepreßt sind.

Die Erfindung ermöglicht die Beibehaltung der radialen Breite des Spreizfederringes, weil die durch die geringere axiale Höhe des Spreizfederringes entstehende Versteifung der Federkennung durch eine Verringerung der Materialquer­ schnitte ausgeglichen wird, was gleichfalls zu einer Mas­ senverringerung des gesamten Systems beiträgt. Durch die Verwendung eines dünneren Bandstahles wäre bei den bis­ her üblichen Ausführungen der Spreizfederring so flexibel, daß sich bei der Herstellung große Schwierigkeiten durch Deformation ergäben, besonders im noch nicht gehärteten und angelassenen Zustand. Bei einer erfindungsgemäßen Ausführung läßt sich dagegen die Stärke des verwendeten Bandstahles so weit verringern, daß die gewünschte Federkennung auch bei verringerter axialer Höhe und unveränderter radialer Breite erreicht wird. Dies wird durch die gegenseitige Abstützung der unmittelbar aneinanderliegenden Schenkel und die damit erreichte Versteifung des U-Profils ermöglicht.

Um sicherzustellen, daß auch bei extrem hohen Motordrehzah­ len sehr gute Ölverbrauchswerte erzielt werden, ist es vor­ teilhaft, daß in bestimmten, auf dem Ringumfang verteilt an­ geordneten Abständen, z. B. bei jeder vierten Sektion des Spreizfederringes, auf die Berührung der beiden Schenkel­ enden verzichtet und damit eine axiale Abstützung der La­ mellenringe über die ganze radiale Breite erreicht wird. Die Stabilität des Spreizfederringes wird durch die gegen­ seitige Berührung und Abstützung der dazwischenliegenden Sektionen nur unwesentlich verringert.

Um die Forderung nach einem besseren Formfüllungsvermögen durch eine Verringerung der radialen Breite der Lamellenrin­ ge zu erfüllen, werden die lappenförmig in axialer Richtung abgebogenen Schenkelenden bei weicher Federkennung in an sich bekannter Weise mit einer sich daran anschließenden radial gerichteten Biegung versehen, so daß die Schenkel­ enden radial ausgerichtet sind und durch die so entstehende Schulter die radiale Anpressung der Lamellenringe an die Zylinderwand erfolgt. Die Schenkelenden sind dadurch zum Nutengrund weisend ausgerichtet. Es wird verhindert, daß bei der Montage die gesamte Ringkombination aus der Kolben­ nut herausgleitet ("pop-out"), und zwar insbesondere dann, wenn die Kolbennuttiefe größer ist als zur Aufnahme der radial schmaleren Ringkombination notwendig wäre. Auch bei dieser Ausführung müssen die beiden Schenkel des U-Profils sich gegeneinander abstützen, wenn zur Erzielung einer ge­ nügend weichen Federkennung ein dünnerer Bandstahl für den Spreizfederring verwendet wird.

Wegen der sehr kleinen Abmessungen kann es sich bei ungün­ stigem Zusammentreffen der notwendigen Fertigungstoleranzen ergeben, daß die Berührungspunkte zwischen Lamellen und Spreizfederring für die radiale Anpressung der Lamellen­ ringe an die Zylinderwand nicht immer auf der Schräge der Schultern liegen, sondern zum Teil schon in den am Über­ gang in die radial ausgerichteten Schenkelenden befindli­ chen Radiusbereichen. Dadurch kann das Verhältnis zwischen der radialen Anpreßkraft an die Zylinderwand und der axia­ len Anpreßkraft an die Kolbennutflanke nicht immer eindeu­ tig bestimmt werden. Um also zu erreichen, daß die An­ pressung der Lamellen an die Zylinderwand unter einem definierten Winkel erfolgt und daher das Verhältnis zwi­ schen radialer und axialer Anpreßkraft bestimmt werden kann, während gleichzeitig die Führung der gesamten Ringkom­ bination in der Kolbennut erhalten bleibt und ein Heraus­ gleiten aus der Kolbennut ("pop-out") bei der Montage auch bei extrem kleiner radialer Lamellenbreite verhindert wird, ist es von Vorteil, wenn nur jeweils an jeder zweiten, dritten oder vierten Sektion die verlängerten Schenkelen­ den des Spreizfederringes nach innen auf den Nutengrund weisend abgebogen werden, während die dazwischen liegenden Sektionen nur axial abgebogen und abgestanzt werden.

Um die Montage des sehr flexiblen Spreizfederringes mit sehr dünnem Materialquerschnitt zu erleichtern, ist es vorteil­ haft, in den Spreizfederring eine Zunge einzulegen, die in die beiden Stoßenden greift und dadurch eine Automatisie­ rung des Montagevorganges erleichtert. Zur Führung der Zunge werden in bestimmtem Abstand vom Spreizfederringstoß paar­ weise die lappenförmig abgebogenen Schenkelenden zusätzlich axial, d. h. zur Kolbennutmitte hinweisend nach innen ab­ gebogen. Je nach Bedarf können diese Führungslappen für die Zunge an jeder zweiten, dritten, vorzugsweise bis zehnten Teilung des Spreizfederringes angebracht werden.

In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung und demgegenüber zur Demonstration des Unterschiedes ein Ausführungsbeispiel eines Ölabstreifringes nach dem Stand der Technik dargestellt und nachstehend erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt eines Ölabstreifringes bekannter Bauart,

Fig. 2 den Querschnitt eines Ölabstreifringes, mit niedri­ gerem axialen Spreizfederring aus dünnerem Bandstahl, dessen nach innen offene U-förmige Schenkel sich berühren und gegeneinander abstützen,

Fig. 3 eine Ausführungsform gemäß Fig. 2, jedoch mit schmaleren Lamellenringen und einer Verlängerung der Schenkelenden durch eine zusätzliche radiale Abbiegung,

Fig. 4 eine Darstellung gemäß Fig. 3 mit einer im Stoßbe­ reich der Ringkombination angeordneten Zunge, die durch axial einwärts gebogene Schenkelenden umfaßt und gehalten ist,

Fig. 5 den Querschnitt eines Ölabstreifringes, bei dem sich an einigen auf dem Ringumfang verteilten Ab­ schnitten die Schenkel nicht berühren und

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Ölabstreifring, z. T. freigeschnitten, die den Verlauf der Sektionen er­ kennen läßt.

Der aus Bandstahl gebildete Spreizfederring 1 mit seinen lappenförmig axial auswärts gebogenen Schenkelenden 4, welche die Lamellenringe 2 radial nach außen an die Zy­ linderwand 9 und axial nach oben bzw. unten an die Kol­ bennutflanken 10 und 11 drücken, wird so weit zusammenge­ preßt, bis sich die U-förmig gebogenen, nach innen offenen Schenkel 3 berühren und gegeneinander abstützen (Fig. 2).

Wird zur Verbesserung des Formfüllungsvermögens eine Verrin­ gerung der radialen Lamellenringbreite gewünscht, so wer­ den die lappenförmig abgebogenen Schenkelenden 4 des Spreiz­ federringes 1 verlängert und radial nach innen auf den Nutengrund weisend gebogen, so daß die Anpressung der La­ mellen 2 über die dadurch entstehenden Schultern 8 erfolgt. Die auf den Nutengrund weisenden Schenkelenden sind mit 5 bezeichnet (Fig. 3).

Zur Schaffung einer automatischen Montagemöglichkeit wird im Stoßbereich des Spreizfederringes 1 eine Zunge 7 aus Stahlband angeordnet und dadurch gehalten, daß im bestimm­ ten Abstand je ein Schenkelendenpaar 6 zur Kolbennutmitte, also axial einwärts, umgebogen wird (Fig. 4).

Beispielsweise an jeder vierten Sektion des Spreizfeder­ ringes 1 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 einige der U-förmigen Schenkel - sie sind mit dem Be­ zugszeichen 3 a versehen - nicht so weit gegeneinander ge­ drückt, daß sie sich berühren, sondern noch einen Abstand zueinander einhalten, so daß die Lamellenringe 2 fast über ihre ganze radiale Breite eine axiale Abstützung erfahren. Zusätzlich können die radial zum Nutengrund gerichteten und verlängerten Schenkelenden 5 nur an jeder zweiten, dritten oder vierten Sektion vorgesehen werden, während an den da­ zwischen liegenden Sektionen die Schenkelenden 4 nur axial abgebogen und abgestanzt werden.

Die Draufsicht auf einen erfindungsgemäß gestalteten Öl­ abstreifring nach Fig. 5 zeigt die Fig. 6, dessen Spreiz­ federring 1 durch einen Freischnitt der Lamellen 2 zu er­ kennen ist. Es ist ebenso zu erkennen, daß jeweils zwei Ver­ bindungsstege der zusammengedrückten Schenkel eine Sek­ tion 12 bilden.

Claims (5)

1. Mehrteiliger Ölabstreifring für Verbrennungsmotoren, be­ stehend aus zwei Lamellenringen und einem zwischen diesen an­ geordneten, aus Bandmaterial gebogenen Spreizfederring mit nach innen offenem U-förmigen Querschnitt zum axialen Ab­ stützen und einer axialen Abbiegung der Schenkelenden zum radialen Anpressen der Lamellenringe an die Zylinderwand, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (3) des Spreizfederringes (1) bis zur gegenseitigen Berührung und Abstützung aneinandergepreßt sind.

2. Ölabstreifring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (3) nur in bestimmten, auf dem Umfang des Ringes verteilten Abschnitten (Sektionen) (12) bis zur ge­ genseitigen Berührung und Abstützung aneinandergepreßt sind.

3. Ölabstreifring nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der axial gerichteten Biegung der Schenkelenden eine radial gerichtete Biegung anschließt und die Schenkelenden zum Nutengrund des Kolbens weisend ausge­ richtet sind

4. Ölabstreifring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial zum Nutengrund gerichteten Biegungen der Schenkelenden nur an bestimmten Abschnitten (Sektionen) (12) des Ringumfangs vorgesehen sind.

5. Ölabstreifring nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Spreizfederring (1) eine Zunge (7) aus Stahlband eingelegt und an einigen Punkten des Spreizfederringes durch paarweise axial ein­ wärts gebogene Schenkelenden (6) umfaßt wird.