DE3638728C2

DE3638728C2 -

Info

Publication number: DE3638728C2
Application number: DE3638728A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 3013 Barsinghausen De Stein
Original assignee: TRW Thomson GmbH
Current assignee: Sealed Power Technologies GmbH
Priority date: 1986-01-30
Filing date: 1986-11-13
Publication date: 1989-03-23
Also published as: IT8622711A0; ES2003669A6; DE3638728A1; IT1199788B; FR2593556B1; FR2593556A1

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Ölabstreifring für Ver brennungsmotoren, bestehend aus zwei Lamellenringen und einem zwischen diesen angeordneten, aus Bandmaterial gestanzten und gebogenen Spreizfederring mit nach innen offenem U-förmigen Querschnitt, der die Lamellenringe in axialer Richtung ab stützt und mit einer axialen Abbiegung der Schenkelenden, die die Lamellenringe radial an die Zylinderwand anpressen, wobei die Umfangslänge des Spreizferderringes im freien Zustand größer ist als im eingebauten Zustand und seine Federkraft durch Verkürzen seiner Umfangslänge beim Einbau in den Motor entsteht.

Ölabstreifringe mit Spreizfederringen der eingangs genannten Bauart sind beispielsweise durch die US 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 Lamellen ringe sind sie in ihrer Verwendung begrenzt und entsprechen weder den Forderungen der Motorindurstrie nach Verringerung der axialen Höhe der Kolbennut, in welche sie eingelegt wer den, 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 Lamellen ringe soll einem verbesserten Formfüllungsvermögen dienen, um die radiale Anpreßkraft der Lamellenringe 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 radial hinter diesen anzuordnen.

Die Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die gesamte radiale 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 erforder lich macht.

Die DE-AS 21 67 137 beschreibt einen Abstands- und Federring für eine Kolbenringanordnung, der aus einem starren Außenring mit sich daran abstützenden Federfingern besteht. Seine Um fangslänge ist im freien Zustand nicht größer als im einge bauten. Die Federkraft wird durch die elastischen Federfinger und nicht durch das Verkürzen seiner Umfangslänge beim Einbau in den Motor erzeugt. Hierdurch wird der Schwerpunkt für die Verschwenkung des Federweges so gelegt, daß die radiale Kraft zur Anspressung der Lamellen an die Zylinderwand und die axiale Kraft zur Anspressung an die Kolbennut im gewünschten Verhältnis zueinanderstehen.

Ein dreiteiliger Ölabstreifring mit einem zwischen den Lamellen ringen angeordneten Spreizfederring mit nach innen offenem U-förmigen Querschnitt zum axialen Abstützen und einer axialen Abbiegung der Schenkelenden zum radialen Anpressen der Lamellen ringe zeigt auch die DE-OS 14 75 793. Auch dieser Ring ent spricht nicht der Forderung der Motorenindustrie nach Ver ringerung der axialen Höhe der Kolbennut, in welche die Teile des Ölabstreifringes gelegt werden, noch der Forderung nach einer Verringerung der radialen Breite der Lamellenringe, um die Bau höhe des Kolbens und das Kolbengewicht insgesamt zu ver mindern und ein verbessertes Formfüllungsvermögen zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Grenzen der bekannten Spreizfederringe eines Ölabstreifringes der eingangs genannten Bauart zu kleinerer axialer Höhe und schmalerer Lamellenring breite zu erweitern, ohne die Federkennung des Spreizfeder ringes zu verändern und ohne die Nuttiefe gegenüber her kömmlichen Ausführungen zu vergrößern. Die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß der U-förmige Querschnitt bis zum gegenseitigen Berühren und Abstützen der beiden Schenkel des Spreizfederringes zusammengedrückt ist.

Die Erfindung ermöglicht die Beibehaltung der radialen Breite des Spreizfederringes, weil die durch die geringere axiale Höhe des Spreizfederringes entstehende Versteifung der Feder kennung durch eine Verringerung der Materialquerschnitte aus geglichen wird, was gleichfalls zu einer Massenverringerung des gesamten Systems beiträgt. Durch die Verwendung eines dün neren Bandstahles wäre bei den bisher 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 er findungsgemäßen Ausführung läßt sich dagegen die Stärke des verwendeten Bandstahles so weit verringern, daß die gewünschte Federkennung auch bei verringerter axialer Höhe und unverän derter radialer Breite erreicht wird. Dies wird durch die gegenseite Abstützung der unmittelbar aneinanderliegenden Schenkel und die damit erreichte Versteifung des U-Profils ermöglicht.

Um sicherzustellen, daß auch bei extrem hohen Motordrehzahlen sehr gute Ölverbrauchswerte erzielt werden, ist es vorteil haft, daß in bestimmten, auf dem Ringumfang verteilt ange ordneten Sektionen, z. B. bei jeder vierten Sektion des Spreiz federringes, auf die Berührung der beiden Schenkelenden ver zichtet und damit eine axiale Abstützung der Lamellenringe über die ganze radiale Breite erreicht wird. Die Stabilität des Spreizfederringes wird durch die gegenseitige Berührung und Abstützung der dazwischenliegenden Sektionen nur un wesentlich verringert.

Um die Forderung nach einem besseren Formfüllungsvermögen durch eine Verringerung der radialen Breite der Lamellen ringe 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 Kolbennut her ausgleitet ("pop-out"), und zwar insbesondere dann, wenn die Kolbennuttiefe größer ist als zur Aufnahme der radial schma leren Ringkombination notwendig wäre. Auch bei dieser Aus führung müssen die beiden Schenkel der U-Profils sich gegen einander abstützen, wenn zur Erzielung einer genügend weichen Federkennung ein dünnerer Bandstahl für den Spreizfederring verwendet wird.

Wegen der sehr kleinen Abmessungen kann es sich bei ungünstigem Zusammentreffen der notwendigen Fertigungstoleranzen ergeben, daß die Berührungspunkte zwischen Lamellen und Spreizfederring für die radiale Anpressung der Lamellenringe an die Zylinder wand nicht immer auf der Schräge der Schultern liegen, sondern zum Teil schon in den am Übergang in die radial ausgerichteten Schenkelenden befindlichen Radiusbereichen. Dadurch kann das Verhältnis zwischen der radialen Anpreßkraft an die Zylinderwand und der axialen Anpreßkraft an die Kolbennutflanke nicht immer eindeutig bestimmt werden. Um also zu erreichen, daß die Anpressung der Lamellen an die Zylinderwand unter einem definierten Winkel erfolgt und daher das Verhältnis zwischen radialer und axialer Anpreßkraft bestimmt werden kann, während gleichzeitig die Führung der gesamten Ring kombination in der Kolbennut erhalten bleibt und ein Her ausgleiten 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, drit ten oder vierten Sektion die verlängerten Schenkelenden des Spreizfederringes nach innen auf den Nutengrund weisend abge bogen werden, während die dazwischen liegenden Sektionen nur axial abgebogen und abgestanzt werden.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und nachstehend erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt eines Ölabstreifringes, mit nie drigem axialen Spreizfederring aus dünnem Band stahl, dessen nach innen offene U-förmige Schenkel sich berühren und gegeneinander abstützen,

Fig. 2 eine Ausführungsform gemäß Fig. 1, jedoch mit schma leren Lamellenringen und einer Verlängerung der Schenkel enden durch eine zusätzliche radiale Abbiegung,

Fig. 3 den Querschnitt eines Ölabstreifringes, bei dem sich an einigen auf dem Ringumfang verteilten Abschnitten die Schenkel nicht berühren und

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Ölabstreifring, z. T. freige schnitten, die den Verlauf der Sektionen erkennen läßt.

Der aus Bandstahl gebildete Spreizfederring 1 mit seinen lap penförmig axial auswärts gebogenen Schenkelenden 4, welche die Lamellenringe 2 radial nach außen an die Zylinderwand 9 und axial nach oben bzw. unten an die Kolbennutflanken 10 und 11 drücken, wird so weit zusammengepreßt, bis sich die U-förmig gebogenen, nach innen offenen Schenkel 3 berühren und gegeneinander abstützen.

Wird zur Verbessung des Formfüllungsvermögens eine Verringerung der radialen Lamellenringbreite gewünscht, so werden die lap penförmig abgebogenen Schenkelenden 4 des Spreizfederringes 1 verlängert und radial nach innen auf den Nutengrund weisend gebogen, so daß die Anpressung der Lamellenringe über die dadurch entstehenden Schultern 8 erfolgt. Die auf den Nutengrund wei senden Schenkelenden sind mit 5 bezeichnet (Fig. 2).

Beispielsweise an jeder vierten Sektion des Spreizfederringes 1 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 einige der U-förmigen Schenkel - sie sind mit dem Bezugszeichen 3 a ver sehen - nicht so weit gegeneinander gedrückt, daß sie sich be rühren, 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 vieten Sektion vorgesehen werden, während an den dazwischen liegenden Sektionen die Schenkelenden 4 nur axial abgebogen und abgestanzt werden.

Die Draufsicht auf einen erfindungsgemäß gestalteten Ölab streifring nach Fig. 3 zeigt die Fig. 4, dessen Spreiz federring 1 durch einen Freischnitt der Lamellenringe 2 zu erkennen ist. Es ist ebenso zu erkennen, daß jeweils zwei Verbindungs stege der zusammengedrückten Schenkel eine Sektion 12 bilden.

Claims

1. Mehrteiliger Ölabstreifring für Verbrennungsmotoren, be stehend aus zwei Lamellenringen und einem zwischen diesen angeordneten, aus Bandmaterial gestanzten und gebogenen Spreizfederring mit nach innen offenem U-förmigen Quer schnitt, der die Lamellenringe in axialer Richtung ab stützt und mit einer axialen Abbiegung der Schenkelenden, die die Lamellenringe radial an die Zylinderwand anpressen, wobei die Umfangslänge des Spreizfederringes im freien Zu stand größer ist als im eingebauten Zustand und seine Feder kraft durch Verkürzen seiner Umfangslänge beim Einbau in den Motor entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Querschnitt bis zum gegenseitigen Berühren und Abstützen der beiden Schenkel (3) des Spreizfederringes (1) zusammen gedrückt ist.

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

3. Ölabstreifring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß sich der Biegung der axial abgebogenen Schenkel enden (4) eine radial gerichtete Biegung anschließt und die radial abgebogenen Schenkelenden (5) zum Nutengrund des Kolbens weisend ausgerichtet sind.

4. Ölabstreifring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial abgebogenen Schenkelenden (5) nur an be stimmten Sektionen (12) des Ringumfanges vorgesehen sind.