DE3806821C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenring für Brennkraftmaschinen in Form eines Nasenringes mit einer den Ring im Einbauzustand vertwistenden Querschnittsstörung im Bereich der inneren Umfangsfläche des Kolbenringes.

Eine Vertwistung bei Kompressionsringen wird normalerweise über eine Querschnittsstörung im Ringrücken realisiert. Die DE-OS 19 44 950 zeigt einen sogenannten Minutenring mit einer Querschnittsstörung auf der Unterseite im Ringrücken. Derartige Kolbenringe wirken vorwiegend als Kompressionsringe in der zweiten Kolbenringnut. Aufgrund der Querschnittsstörung erfährt der Kolbenring eine Verdrehung, welche bewirkt, daß der Kolbenring mit seiner oberen Lauffläche weiter aus der Nut heraustritt. Diese Art der Verdrehung bezeichnet man als negative Vertwistung.

Um den Ölverbrauch eines Motors zu regulieren, werden sogenannte Nasenringe eingesetzt, von denen die Erfindung ausgeht, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 35 32 244 oder der US 29 70 023 bekannt sind. Beim Nasenring wird durch Eindrehen einer Nut im unteren Teil der Lauffläche die tragende Ringhöhe verringert. Mit dieser Maßnahme wird der Zweck verfolgt, die ölverteilende Wirkung des Ringes zu verbessern. In der ISO 6623 aus dem Jahre 1986 ist die Dimensionierung des Nasenringes, insbesondere die die Nase bildende Ausnehmung, dargelegt. Die abstreifende Wirkung des Nasenringes wird immer größer, je spitzer die abstreifende Kante zugeschärft wird.

Durch den einseitig veränderten Querschnitt vertwistet der Nasenring beim Einbau derart, daß vorzugsweise die Kante der Nase an der Zylinderwand anliegt. Diese Art der Verdrehung wird allgemein als positive Vertwistung bezeichnet. Bei positiver Vertwistung wird die Abstreifkante mit erhöhtem Druck an die Zylinderwand gedrückt. Diese Maßnahme ist erwünscht und wurde bisher auch noch dadurch verbessert, daß auf der dem Brennraum zugekehrten Ringseite eine zusätzliche Querschnittsstörung angeordnet wurde, die die positive Vertwistung unterstützt.

Die DE-OS 35 32 244 und die US 29 70 023 offenbaren Nasenringe mit derartigen Querschnittsstörungen. Aufgrund der positiven Vertwistung bildet der Kolbenring in der Kolbennut mit der oberen Flanke auf der Außenseite und mit der unteren Flanke auf der Innenseite der Nut eine Dichtstelle.

Zur guten Ölabdichtung muß die Kante der Nase scharfkantig ausgeführt sein. Nach längerer Betriebszeit verschleißt die Kante jedoch, so daß die zuvor vorhandene Linienberührung in eine Flächenberührung übergeht. Durch die positive Vertwistung verrundet die Nasenkante mit zunehmender Laufzeit derart, daß der untere Laufflächenbereich radial nach innen sich abrundet. Die durch die positive Vertwistung auftretende Abrundung der Nasenkante und die daraus resultierende Verringerung der Ölabstreifwirkung ist ein Grund für steigenden Ölverbrauch der Brennkraftmaschinen nach längerer Betriebszeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ölabstreifverhalten eines gattungsgemäßen Kolbenringes zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Querschnittsstörung auf der dem Brennraum abgewandten Ringseite angeordnet ist, und daß die Querschnittsfläche der Querschnittsstörung größer als die die Nase erzeugende Ausnehmungsquerschnittsfläche ist, und daß die Lauffläche konisch ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erfährt der Nasenring eine negative Vertwistung mit der Folge, daß die Dichtstelle der Unterflanke an der Außenkante der Kolbennut liegt. Diese Maßnahme wirkt sich positiv auf den Verschluß der Nasenkante aus. Der untere Bereich der Nase bleibt sehr lange scharfkantig, das heißt, es tritt keine Verrundung der Nasenkante auf. Somit bleibt der Ölabstreifeffekt erhalten.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, verläuft die Querschnittsstörung in axialer Richtung bis zur horizontalen Mittenachse des Kolbenringes und ist bevorzugt als Fase ausgebildet. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, die Querschnittsstörung winkelförmig zu gestalten. Diese geometrischen Formen sind einfach und kostengünstig zu realisieren, so daß der Kolbenring wirtschaftlich gefertigt werden kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Nasenring,

Fig. 2 eine modifizierte Ausgestaltung des Nasenringes,

Fig. 3 Ausschnittsvergrößerung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine modifizierte Ausgestaltung des Nasenringes mit trapezförmigem Querschnitt.

In der Fig. 1 ist ein Nasenring 1 mit konischer Lauffläche 2 im Einbauzustand dargestellt. Der Nasenring 1 weist einen rechteckigen Querschnitt auf.

Zur Erzeugung einer negativen Vertwistung ist auf der inneren Umfangsfläche 3 eine winkelförmige Querschnittsstörung 4 angeordnet. In der Kolbennut 5 bildet der Nasenring 1, infolge der Vertwistung mit seiner oberen Flanke 6 eine Dichtstelle 7 auf der Innenseite der Kolbennut 5 und mit seiner unteren Flanke 8 eine Dichtstelle 9 auf der Außenseite der Kolbennut 5. Die scharfkantige Nase 11 streift das Öl von der Zylinderwand 12 ab. Im Betrieb unterliegt die Nase 11 einem hohen Verschleiß.

In der Fig. 3 ist die durch Verschleiß entstehende Lauffläche 2 dargestellt. Aufgrund der negativen Vertwistung bleibt die Nase 11 auch nach längerer Betriebszeit scharfkantig (strichpunktierte Linie 14), während die Ausbildung der Nase bei positiver Vertwistung verrundet (gestrichelte Linie 13). Die Scharfkantigkeit der Nase gewährleistet einen Ölabstreifeffekt auch nach längerer Betriebszeit. Alternativ zur winkelförmigen Ausbildung der Querschnittsstörung 4 kann auch eine Querschnittsstörung 10, 10′ in Form einer Fase zur Anwendung gelangen (Fig. 2), und der Nasenring kann einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen (Fig. 4). Der zu erzielende Effekt bleibt dadurch erhalten.

Claims (4)

1. Kolbenring für Brennkraftmaschinen in Form eines Nasenringes mit einer den Ring im Einbauzustand vertwistenden Querschnittsstörung im Bereich der inneren Umfangsfläche des Kolbenringes, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsstörung (4, 10, 10′) auf der dem Brennraum abgewandten Ringseite angeordnet ist, und daß die Querschnittsfläche der Querschnittsstörung (4, 10, 10′) größer als die die Nase (11) erzeugende Ausnehmungsquerschnittsfläche ist, und daß die Lauffläche (2) konisch ausgebildet ist.

2. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsstörung (4, 10, 10′) in axialer Richtung bis zur horizontalen Mittenachse des Kolbenringes verläuft.

3. Kolbenring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsstörung (10, 10′) als Fase ausgebildet ist.

4. Kolbenring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsstörung (4) winkelförmig ausgebildet ist.