DE4030189C2

DE4030189C2 - Mehrteiliger Ölabstreifring und Verfahren zum Herstellen eines Lamellenringes und eines Spreizfederringes dieses Ölabstreifringes

Info

Publication number: DE4030189C2
Application number: DE4030189A
Authority: DE
Inventors: Haruhito Watanabe; Koichi Hasuike; Makoto Shiono; Hatsutaro Mizuno
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1990-09-24
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2010-09-25
Also published as: GB2240155B; US5161805A; FR2656560A1; FR2652290B1; FR2656560B1; GB9020597D0; DE4030189A1; FR2652290A1; GB2240155A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrteiligen Ölabstreifring sowie Verfahren zum Herstellen eines Lamellenringes und eines Spreizfederringes dieses Ölabstreifringes gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 5 und 8.

Aus der Druckschrift JP-Gbm-OS 1-78 769 ist ein mehrteiliger Ölabstreifring gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Bei diesem gattungsgemäßen Ölabstreifring sind die Lamellenringe an ihrer inneren Umfangsfläche mit Rillen versehen, die sich senkrecht zu der Ebene der Lamellenringe in axialer Richtung erstrecken. Mit dieser Konstruktion kann nicht verhindert werden, daß die unter und über dem Abstands-Aufweitungselement angeordneten Seitenschienen während des Betriebes der Brennkraftmaschine eine Drehbewegung in Umfangsrichtung ausführen, wodurch die Öffnungen zwischen den Endabschnitten in der oberen und unteren Seitenschiene übereinander ausgerichtet werden. In diesem Zustand ist ein durchgehendes Abstreifen des Schmierölfilms von der Zylinderwand nicht möglich, so daß ein Streifen des Schmierölfilms an der Zylinderwand in der Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine verbleibt. Dieses verbleibende Öl verbrennt anschließend und geht damit verloren.

Aus der Druckschrift DE 28 38 128 B2 ist des weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines Lamellenringes eines mehrteiligen Ölabstreifringes entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5 bekannt.

Aus der Druckschrift DE-PS 8 39 746 ist zuletzt ein Verfahren zur Herstellung von Ringscheiben, insbesondere Unterlagsscheiben aus Draht bekannt, bei dem das zu einem Biegegesenk als Biegevorrichtung vorgeschobene Drahtmaterial zwischen zwei mit Rillen versehenen Walzen durchgezogen wird. Dabei werden Rillen in das Drahtmaterial eingepreßt und dieses durch zwei weitere Transportwalzen zum Biegegesenk transportiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen mehrteiligen Ölabstreifring zu schaffen, der ein zuverlässiges Abstreifen des Öls von der Zylinderwand einer Brennkraftmaschine gewährleistet und es sollen Verfahren für einen mehrteiligen Ölabstreifring nach dem Patentanspruch 1 angegeben werden, bei denen die maschinelle Herstellung der erfindungsgemäßen Merkmale bei Lamellenringen und Spreizfederringen gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Gemäß diesen Merkmalen weisen die Schulterabschnitte des Spreizfederringes ein kreisbogenförmiges Profil auf und die Rillen der inneren Umfangsfläche der Lamellenringe sind entlang einer Tangente an das Profil der Schulterabschnitte geneigt. Dadurch wird erreicht, daß der Randabschnitt der Schulter des Spreizfederringes zwischen die Rillen an der inneren Umfangsfläche des Lamellenringes eingepaßt wird, so daß dadurch eine Umfangsbewegung des Lamellenringes relativ zum Spreizfederring verhindert ist. Durch die Verhinderung einer relativen Drehbewegung zwischen dem oberen und unteren Lamellenring wird somit eine axiale Ausrichtung der Öffnungen in den beiden Lamellenringen und somit das Eindringen von Öl in die Verbrennungskammer vermieden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird des weiteren durch die in den Patentansprüche 5 und 8 definierten Verfahren gelöst.

Die Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 5 dadurch gelöst, daß die eine Seite des Lamellenringes, die zu einer inneren Umfangsseite des Lamellenringes wird, mit mindestens einem Biegestift in Druckkontakt gebracht wird, der eine gerillte Oberfläche aufweist. Auf diese Weise werden feine, in Längsrichtung Rillen auf die innere Umfangsfläche der Seitenschiene übertragen.

Mit dem Verfahren nach Patentanspruch 8 wird ein Verfahren zum einfachen, zuverlässigen und automatischen Bearbeiten des Schulterabschnittes des Spreizfederringes zur Verfügung gestellt.

Bei diesem Verfahren werden die Rillen einer Bearbeitungswalze des Bearbeitungswerkzeuges durch die Druckkontaktdrehung der Bearbeitungswalze, die zur Bewegung des Spreizfederringes synchronisiert ist, auf die Fläche des Schulterabschnittes des Spreizfederringes übertragen. Dies wird während eines Verfahrens durchgeführt, bei dem die Schulter des Spreizfederringes durch den Formhub einer Preßform von oben und unten oder von einer Richtung geformt wird, während eines Verfahrens, bei dem der Schulterabschnitt durch eine Schleifwalze, deren Umfangsfläche geglättet ist, zum Erhalt eines Oberflächenfinish geschliffen wird, oder nachdem jedes dieser Verfahren beendet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4, 6 und 7 definiert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen mehrteiligen Ölabstreifring aus Stahl;

Fig. 2 eine Teilvorderansicht eines Spreizfederringes;

Fig. 3 eine Darstellung der Anordnung von Stiften bei einer Vorrichtung zum Herstellen des Lamellenringes eines mehrteiligen Ölabstreifringes aus Stahl; die

Fig. 4 bis 6 perspektivische Ansichten von Modi fikationen der Oberflächenform eines Stiftes;

Fig. 7 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Bearbeiten des Schulterabschnittes eines Spreizfederringes;

Fig. 8 einen Schnitt, der die Positionsbe ziehung zwischen einem Spreizfederring und Bearbeitungswalzen während der Bearbeitungszeit zeigt;

Fig. 9 einen Teil einer Bearbeitungswalze;

Fig. 10 einen Schnitt entlang Linie IV-IV in Fig. 9;

Fig. 11 einen Teil des Außenumfangs eines Spreizfederringes, der in erfindungsgemäßer Weise bearbeitet worden ist;

Fig. 12 einen Schnitt entlang Linie VI-VI in Fig. 11;

Fig. 13 einen Teil des Außenumfangs eines Spreizfederringes, der gemäß einem Verfahren nach dem Stand der Technik bearbeitet worden ist;

Fig. 14 einen Schnitt entlang Linie VIII-VIII in Fig. 13;

Fig. 15 eine perspektivische Teilansicht eines Lamellenringes; und

Fig. 16 einen Teil eines Lamellenringes von der inneren Umfangsseite her gesehen, wo bei in den Ansichten (A) und (B) un terschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt einen mehrteiligen Ölabstreifring aus Stahl, der einen Spreizfederring und zwei Lamellenringe 1 umfaßt, welche über und unter dem Spreizfederring 2 angeordnet sind. Der Spreizfederring 2 besitzt einen Schulterabschnitt oder eine Schulter 3, die an einem Kontaktpunkt 4 von der inneren Umfangsfläche eines jeden Lamellenringes 1 kontaktiert wird. Aufgrund des von der entsprechenden Schulter 3 des Spreizfederringes 2 auf jeden Lamellenring 1 ausgeübten Drucks werden die Lamellenringe 1 mit der Innenwand eines Zylinders einer Brennkraftmaschine in Kontakt gebracht.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht des Spreizfederringes 2. Das Profil der Schulter 3 des Spreizfederringes 2 bildet einen Kreisbogen. In Fig. 2 sind die Lamellenringe 1 durch strich/zweifach punktierte Linien dargestellt. Es versteht sich, daß jeder Lamellenring 1 und jeder Schulterabschnitt 3 des Spreizfederringes an Kontaktpunkten 4, an die sich Tangenten 5, 6 relativ zum Profil des Schulterabschnittes 3 des Spreizfederringes 2 erstrecken, mitein ander in Kontakt stehen.

Gemäß Fig. 3 wird ein feines, linienförmiges und strei fenförmiges Drahtmaterial 11, das als Ausgangsmaterial der Lamellenringe dient, aus einer Versorgungseinheit 12 herausgeführt und von Zuführstiftpaaren 13, 14 abgegeben. Das Drahtmaterial 11 wird gebogen, während es zwischen einer Vielzahl von Stiften, nämlich drei Stiften 15, 16, 17 in der dargestellten Ausführungsform, geführt wird. Auf diese Weise wird ein ringförmiger Lamellenring 18 her gestellt.

Die Oberfläche von mindestens einem Stift, d. h. dem zweiten Stift oder Biegestift 16, die mit der inneren Umfangsfläche des Lamellenringes 18 in Kontakt tritt, besitzt Rillen oder rillenförmige Vertiefungen 19, die sich in Axialrichtung erstrecken, wie in Fig. 4 gezeigt. Wenn das Drahtmaterial 11 vom dritten Stift 17 in Fig. 3 gebogen wird, so daß es zum Lamellenring 18 wird, tritt der Biegestift 16, dessen Oberfläche mit den Rillen 19 versehen ist, in festen Kontakt mit der Seite des Drahtmateriales 11, die zur inneren Umfangsfläche des Lamellenringes 18 wird. Folglich werden die Rillen 19 des Biegestiftes 16 auf die innere Umfangsfläche des Lamellenringes 18 über tragen.

Fig. 5 zeigt eine Modifikation der Oberflächenkonfigu ration des zweiten Stiftes. Hier ist der mittlere Ab schnitt des zweiten Stiftes, der mit dem Bezugszeichen 16′ versehen ist, so geformt, daß er eine Ausnehmung 10 be sitzt, die an die gekrümmte Querschnittsform der inneren Umfangsfläche des Lamellenringes 18 angepaßt ist. Die Aus nehmung 10 besitzt rillenförmige Vertiefungen 19′, die sich entsprechend der Rille 19 gemäß Fig. 4 in Axial richtung erstrecken.

Fig. 6 zeigt einen Biegestift 16′′, der durch Formen einer ringförmigen Umfangsnut oder Ringnut 20, die einen V-förmigen Quer schnitt besitzt, über den mittleren Abschnitt der Rille 19 des zweiten Stiftes gemäß Fig. 4 hergestellt worden ist. Indem das Drahtmaterial mit dem Biegestift 16′′ in Druckkon takt gebracht wird, wird ein V-förmiger Vorsprung 21 am mittleren Abschnitt der inneren Umfangsfläche 18 ausgebildet. Folglich werden Rillen in den Lamellenring 18 an Stellen ausgebildet, die vom Schei telpunkt der inneren Umfangsfläche im Abstand angeordnet sind, d. h. an Stellen, wo der Lamellenring mit den Vor sprüngen des Spreizfederringes in Kontakt steht.

Auf diese Weise werden erfindungsgemäß in einfacher Form Rillen in der inneren Umfangsfläche des Lamellenringes eines mehrteiligen Ölabstreifringes aus Stahl ausgebildet, wodurch ein Gleiten relativ zum Spreizfederring verhindert werden kann.

Fig. 7 zeigt ein Verfahren zum Formen von Rillen am Schulterabschnitt eines Spreizfederringes unter Verwendung einer Bearbeitungsvorrichtung oder eines Bearbeitungswerkzeuges 101, das zum Bearbeiten des Schulterabschnittes dient. Ein solches Bearbeitungswerkzeug ist vom gleichen Anmelder in den veröffent lichten japanischen Gebrauchsmusterschriften JP-Gbm-OS 1-78 768 und JP-Gbm-OS 1-92 364 vorgeschlagen worden.

Das Bearbeitungswerkzeug 101 umfaßt eine Antriebswelle 103, die drehbar an einem Gehäuse 102 gelagert ist, einen festen L-förmigen Arm 104, der am Gehäuse 102 befestigt ist, und einen beweglichen L-förmigen Arm 105, der am festen L-förmigen Arm 104 gelagert ist, so daß er parallel zur Achse der Antriebswelle 103 gleiten kann. Der beweg liche L-förmige Arm 105 ist über eine Schwalbenschwanznut mit dem festen L-förmigen Arm 104 verbunden. Ein Halter 106 ist über einen Bolzen 107 am festen Arm 104 fixiert und nimmt Schubkräfte auf, die erzeugt werden, wenn ein Stellknopf 109 gedreht wird, um den beweglichen L-förmigen Arm 105 zu bewegen.

Eine Stellschraube 108 ist am Halter 106 gelagert, so daß sie frei gedreht werden, sich jedoch nicht in Axial richtung frei bewegen kann. Der Stellknopf 109 ist lösbar an der Stellschraube 108 montiert. Die Stellschraube 108 ist in den beweglichen L-förmigen Arm 105 eingeschraubt. Durch Drehen der Stellschraube 108 unter Verwendung des Stell knopfes 109 kann der bewegliche L-förmige Arm 105 relativ zum festen L-förmigen Arm 104 in der axialen Steuer richtung der Antriebswelle 103 bewegt werden.

Eine erste Bearbeitungswalze 111, die als Bearbeitungs werkzeug dient, ist am festen L-förmigen Arm 104 durch eine erste Lagerwelle 110 gelagert, während eine zweite Bearbeitungswalze 113 am beweglichen L-förmigen Arm 105 durch eine zweite Lagerwelle 112 gelagert ist.

Eine untere Walze 114 ist an der Antriebswelle 103 befestigt, und der Spreizfederring 2 ist auf die untere Walze 114 gesetzt, wie in Fig. 8 gezeigt.

Die Umfangsfläche der ersten Bearbeitungswalze 111 wird mit der linken Schulter 3 (Fig. 8) des Spreizfederringes 2, der auf die untere Walze 114 gesetzt worden ist, in Druckkontakt gebracht. Die Umfangsfläche der zweiten Bearbeitungswalze 113 wird mit der rechten Schulter 3 des Spreizfederringes 2 in Druckkontakt gebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Spreizfederring 2 an seinen Seitenflächen von der ersten Bearbeitungswalze 111 und der zweiten Bear beitungswalze 113 umschlossen. Die erste und zweite Be arbeitungswalze 111, 113 sind unter Neigungswinkeln montiert, die so eingestellt sind, daß die Umfangsflächen der Walzen an die sich verjüngenden Flächen der Schulter 3, 3 des Spreizfederringes 2 angepaßt sind. Die Umfangsflächen der ersten und zweiten Bearbeitungs walze 111, 113 sind so ausgebildet, daß sie eine fein gerippte bzw. gerillte Bearbeitungsfläche 118 besitzen, wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt.

Der feste L-förmige Arm 104 ist beweglich ausgebildet, um seine Position relativ zum Gehäuse 102 nach oben oder unten verstellen zu können. Durch Bewegung des festen L- förmigen Armes 104 nach oben oder nach unten und durch Bewegung des beweglichen L-förmigen Armes 105 in Axial richtung der Antriebswelle 103 werden die Positionen der ersten und zweiten Bearbeitungswalze 111, 113 relativ zum Spreizfederring 2 eingestellt, so daß die Bearbeitungsfläche 118 der ersten und zweiten Bearbei tungswalze 111, 113 in genauen Druckkontakt mit den Schultern 3, 3 des Spreizfederringes 2 ge bracht wird.

Durch Drehen der Antriebswelle 103 wird die untere Walze 114 gedreht, so daß sie den Spreizfederring 2 dreht oder bewegt. Mit der Bewegung des Spreizfederringes 2 werden die erste und zweite Walze 111, 113 gedreht und übertragen oder walzen die Rillen der Bearbeitungsfläche 118 auf die Schulter abschnitte 3, 3.

Die Fig. 11 und 12 zeigen die Schulterabschnitte 3, 3 des Spreizfederringes 2, die gemäß dem er findungsgemäßen Bearbeitungsverfahren hergestellt worden sind. Die Schulterabschnitte sind so geformt, daß sie im Vergleich zu den glatten Oberflächen 120 der Schultern 3, 3 des Spreizfederringes, das gemäß dem Stand der Technik hergestellt wurde, wie in den Fig. 13 und 14 gezeigt, feine Rillen 119 aufweisen.

Mit dem erfindungsgemäßen Bearbeitungsverfahren ist es somit möglich, ohne weiteres feine Rillen auf die Schultern eines Spreizfederringes aufzu prägen, ohne daß hierunter die Produktivität leidet. Mit einem erfindungsgemäß bearbeiteten Spreizfederring wird die relative Drehbewegung zwischen den Lamellenringen und dem Spreizfederring gehemmt, und ein übermäßiger Verbrauch an Schmieröl sowie die dadurch verursachte Luftverschmutzung wird verhindert. Darüber hinaus wird ein Verschleiß der Lamellenringe an der inneren Umfangsfläche derselben verhindert, somit auch ein abnormer Verschleiß der Schulterabschnitte des Spreizfederringes.

Fig. 15 ist eine teilperspektivische Ansicht eines Lamellenringes. Hierbei ist die innere Umfangsfläche des Lamellenringes 1 so geformt, daß sie feine Rillen 5′ und 6′ aufweist, die parallel zu den Tangenten 5 und 6 an das Profil des Schulterabschnittes 3 des Spreizfederringes 2 verlaufen. Hiermit wird die Relativbe wegung zwischen der Seitenschiene 1 und dem Spreizfederring 2 in Umfangsrichtung gehemmt, da die Rillen 5′ oder 6′ des Lamellenringes 1 gegen den Endabschnitt der Schulter 3 des Spreizfederringes.

Fig. 16A zeigt einen Teil eines Lamellenringes von der inneren Umfangsfläche derselben her gesehen. Hierbei sind die Rillen 5′ und 6′ parallel zu den Tangenten 5, 6 gemäß Fig. 2 geformt. Wie Fig. 16B zeigt, können die Rillen 5′′ und 6′′ des Lamellenringes 1 nur an den Kontaktpunkten 4 zwischen dem Lamellenring 1 und dem Schulterabschnitt 3 des Spreizfederringes 2, das in Fig. 2 gezeigt ist, ausgebildet werden. Mit diesen Rillen 5′′, 6′′ werden entsprechende Effekte wie bei den Rillen 5′, 6′ erreicht.

Somit kann in erfindungsgemäßer Weise eine Bewegung des Lamellenringes relativ zum Spreizfederring in Umfangsrichtung in zuverlässiger Weise gehemmt bzw. ver hindert werden. Folglich wird eine Überlappung der Öffnungen des oberen und unteren Lamellenringes verhindert, so daß es auf diese Weise möglich wird, die Vergeudung von Schmieröl zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zum Herstellen eines Lamellenringes eines mehrteiligen Ölabstreifringes aus Stahl vorgeschlagen, bei dem ein linienförmiges, streifen förmiges Drahtmaterial zwischen einer Vielzahl von Stiften geführt und in eine ringförmige Gestalt gebracht wird. Eine Seite des Lamellenringes, die zur inneren Umfangs seite derselben wird, wird mit mindestens einem Stift in Druckkontakt gebracht, der eine gerippte bzw. gerillte Oberfläche aufweist, so daß auf diese Weise Rillen in der Seite des Lamellenringes geformt werden, die zur inneren Umfangsseite wird.

Claims

1. Mehrteiliger Ölabstreifring aus Stahl für Kolben von Brennkraftmaschinen mit einem Spreizfederring und an diesem angeordneten Lamellenringen, die an ihrer inneren Umfangsfläche Rillen aufweisen und mittels die innere Umfangsfläche kontaktierender Schulterabschnitte des Spreizfederringes mit der Innenwand des Zylinders einer Brennkraftmaschine in Druckkontakt bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulterabschnitte (3) des Spreizfederringes (2) ein kreisbogenförmiges Profil aufweisen und die Rillen (5′, 6′; 5′′, 6′′) der inneren Umfangsfläche der Lamellenringe (1) entlang einer Tangente (5; 6) an das Profil der Schulterabschnitte (3) geneigt sind.

2. Ölabstreifring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Rillen (5′, 6′; 5′′, 6′′) um sich kreuzende Rillen handelt, die im Abstand voneinander angeordnet sind.

3. Ölabstreifring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (5′′, 6′′) unterbrochen sind.

4. Ölabstreifring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulterabschnitte (3) des Spreizfederrings (2) Rillen (119) aufweisen.

5. Verfahren zum Herstellen eines Lamellenringes eines mehrteiligen Ölabstreifringes aus Stahl nach Anspruch 1, bei dem ein linienförmiges, streifenförmiges Drahtmaterial zwischen eine Vielzahl von Stiften geführt und in eine ringförmige Gestalt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite des Lamellenringes (18), die zu einer inneren Umfangsseite des Lamellenringes (18) wird, mit mindestens einem Biegestift (16, 16′, 16′′) in Druckkontakt gebracht wird, der eine gerillte Oberfläche aufweist, so daß auf diese Weise Rillen (5′, 6′; 5′′, 6′′) in der Seite des Lamellenringes (18), die zu der inneren Umfangsseite derselben wird, ausgebildet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Abschnitt mindestens eines Biegestiftes (16′) eine ringförmige Ausnehmung (10) aufweist, die an eine bogenförmige Oberfläche der inneren Umfangsseite des Lamellenringes (18) angepaßt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Abschnitt mindestens eines Biegestiftes (16′′) eine Ringnut (20) aufweist, die einen V-förmigen Querschnitt hat.

8. Verfahren zum Bearbeiten eines Schulterabschnittes eines Spreizfederringes der in Verbindung mit zwei Lamellenringen einen mehrteiligen Ölabstreifring aus Stahl nach Anspruch 1 bildet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bearbeitungswerkzeug (101), das gewünschte Rillen aufweist, mit einer Oberfläche eines Schulterabschnittes (3) des Spreizfederringes (2), der mit einer inneren Umfangsfläche eines Lamellenringes (1) in Kontakt tritt, in Druckkontakt gebracht wird, und daß die Rillen des Bearbeitungswerkzeuges (101) auf die Oberfläche des Schulterabschnittes (3) übertragen werden.