DE3815803A1 - Kolbenring fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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

Der Doppeltrapez-Minutenring ist eine Kolbenringkonstruktion. Die Anwendung findet in Motoren statt, bei denen die Temperatur in der Kolbenringzone sehr hoch liegt. Hierbei besteht die Gefahr, daß das Schmieröl verkokt und die Ringe sich in den Nuten festsetzen. Beim Doppeltrapezring verändert sich des Axialspiel des Ringes in der Nut mit der radialen Bewegung des Trapezringes während des Betriebes, so daß der Rolbenring sich frei arbeitet und ein Festsetzen verhindert wird.

Zur Verbesserung der Ölabdichtung eines gattungsgemäßen Kolbenringes offenbart die US-PS 24 59 395 die Lehre, eine Querschnittsstörung im Bereich der inneren Umfangsfläche des Kolbenringes, und zwar auf der dem Brennraum zugewandten Ringseite, anzuordnen. Diese Maßnahme verdreht den Kolbenring derart, daß er mit der oberen Flanke auf der Innenseite der Nut eine Dichtstelle bildet. Die Richtung dieser Verdrehung wird allgemein als Positive bezeichnet. Aufgrund der Vertwistung tritt die untere Lauffläche des Rolbenringes radial hervor und bildet eine zunächst scharfkantige Ölabstreifkante.

Nach längerer Betriebszeit verschleißt diese Kante jedoch, so daß die zunächst vorhandene Linienberührung in eine Flächenberührung übergeht. Durch die positive Vertwistung verrundet die Kante mit zunehmender Laufzeit derart, daß der untere Laufflächenbereich radial nach innen sich abrundet. Die durch die positive Vertwistung auftretende Abrundung der Kante 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 bei einem gattungsgemäßen Kolbenring erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Querschnittsstörung auf der dem Brennraum abgewandten Ringseite angeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erfährt der Kolbenring eine negative Vertwistung mit der Folge, daß die Dichtstelle der Unterflanke an der Außenkante der Kolbennut liegt. Diese Maßnahme wirkt sich darüber hinaus positiv auf den Verschleiß des unteren Laufflächenbereiches aus. Der untere Bereich der Lauffläche bleibt sehr lange scharfkantig, das heißt, es tritt keine Verrundung der Lauffläche auf. Somit bleibt der Ölabstreifeffekt erhalten.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, ist die Querschnittsstörung bevorzugt als Fase oder winkelförmig ausgebildet. 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 zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kolbenring Fig. 2 eine modifizierte Ausgestaltung des Kolbenringes Fig. 3 Ausschnittsvergrößerung gemäß Fig. 1.

In der Fig. 1 ist ein Doppeltrapez-Minutenring 1 im Einbauzustand dargestellt.

Zur Erzeugung einer negativen Vertwistung ist im Bereich der inneren Umfangsfläche 2 und der unteren Ringflanke 7 eine fasenförmige Querschnittsstörung 3, 14 (Fig. 2) angeordnet. In der Kolbennut 4 bildet der Kolbenring 1, infolge der Vertwistung, mit seiner oberen Flanke 5 eine Dichtstelle 6 auf der Innenseite der Nut 4 und mit seiner unteren Flanke 7 eine Dichtstelle 8 auf der Außenseite der Nut 4. Die konische Lauffläche (Minute) 11 des Kolbenringes 1 ist so dimensioniert, daß der Kolbenring 1 während des Betriebes im Bereich der oberen Flanke 5 keinen Kontakt mit der Zylinderwand 10 erfährt. Die scharfkantige Kante 9. streift das Öl von der Zylinderwand 10 ab. Im Betrieb unterliegt die Kante 9 einem hohen Verschleiß.

In der Fig. 3 ist ein Kolbenring in verschiedenen Verschleißzuständen dargestellt. Aufgrund der negativen Vertwistung bleibt die Kante 9 auch nach längerer Betriebszeit scharfkantig (strichpunktierte Linie 12), während die Ausbildung der Kante 9 bei positiver Vertwistung verrundet (gestrichelte Linie 13). Die Scharfkantigkeit der Kante 9 gewährleistet einen Ölabstreifeffekt auch nach längerer Betriebszeit. Alternativ zur fasenförmigen Ausbildung der Querschnittsstörung 3 kann auch eine winkelförmige Querschnittsstörung zur Anwendung gelangen (Fig. 2). Der zu erzielende Effekt stellt sich auch hier ein.

Claims (3)

1. Kolbenring für Brennkraftmaschinen in Form eines Doppeltrapez-Minutenringes mit einer den Ring im Einbauzuständ vertwistenden Querschnittsstörung im Bereich der inneren Umfangsfläche des Kolbenringes, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsstörung (3, 14) auf der dem Brennraum abgewandten Ringseite angeordnet ist.

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

3. Kolbenring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsstörung winkelförmig ausgebildet ist.