DE4121362A1 - Dichtring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtring, vorzugsweise aus Metall, zur Abdichtung von Kolben in Zylinderrohren, ins­ besondere für Hubkolbenkraft- und Arbeitsmaschinen.

Bei Dichtringen für Kolben von Verbrennungsmotoren oder Kompressoren hängt die Dicht- bzw. Abstreifwirkung für Schmieröl vor allem von der Flächenpressung, der Flexibi­ lität und der Anschmiegfähigkeit sowie von der Formgestal­ tung der Abdicht- bzw. Abstreifkanten ab.

Die Flächenpressung zwischen Kolbenring und Zylinderwand hängt von der Ringvorspannung ab. Hier sind durch den Kol­ benringverschleiß und die Reibleistungsverluste Grenzen gesetzt.

Die Flexiblität des Kolbenringes hängt vor allem vom nie­ drigen Flächenträgheitsmoment des Ringquerschnitts in ra­ dialer Richtung ab. Sie ist bei heutigen Kolbenringen, insbesondere bei Ölabstreifringen durch die Verwendung von federgestützten bzw. federgespannten Ringen mit kleinem Ringquerschnitt stark verbessert worden. Diese mehrteili­ gen Ringe sind jedoch konstruktionsbedingt aufwendig und ihre Federn haben höhere Verschleiß- und Setzraten als einteilige Ölabstreifringe.

Hinzu kommt, daß bei Verbrennungsmotoren wegen der immer strengeren Grenzwerte der Partikelemission wünschenswert ist, die Ölabstreifwirkung und damit den Ölverbrauch auch bei unrunden und verzogenen Zylinderrohren kostengünstig und mit niedriger Flächenpressung zu verbessern.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Dicht­ ringe für die Abdichtung von Kolben in Zylinderrohren, insbesondere Ölabstreifringe zu entwickeln, die auch bei unrunden Zylinderrohren ein Maximum an Ölabstreifwirkung mit geringen Reibverlusten und niedrigen Herstellkosten verbinden.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die feine, umlaufende Axialnut wird der als Biegefeder wirkende Ölabstreifring durch eine hochelastische Tellerfeder ergänzt, die eine um den Faktor 100 höhere Elastizität aufweist.

Diese Maßnahme kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbil­ dung der Erfindung an einem sogenannten Minutenring mit leicht konischer Dichtfläche angewendet werden. Dabei bie­ tet die erfindungsgemäße Lage der Axialnut den Vorteil, daß Kompressionsgase nicht in dieselbe eindringen und die­ se verschmutzen können.

Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung eines Ölab­ streifrings ist die Axialnut zum Brennraum hin offen. An dieser Stelle spielen Verbrennungsgase keine Rolle mehr, so daß eine Verschmutzung der Axialnut nicht zu befürchten ist. Demgegenüber bietet die erfindungsgemäße Lage der Axialnut den Vorteil, daß die kompressionsraumferne Ab­ streifkante nur zur groben Ölabstreifung dient, während die kompressionsraumnahe durch ihre hohe Elastizität eine Feinabstreifung des Schmieröls ermöglicht und damit die gewünschte Kontrolle des Schmierölhaushalts am Kolben si­ cherstellt.

Die angestrebte Anpassungsfähigkeit der kompressionsraum­ seitigen Abstreifkante wird erfindungsgemäß durch das Rücksetzen der kompressionsfernen Abstreifkante verbes­ sert, da auf diese Weise der erforderliche Anpassungsweg gewährleistet ist.

Durch eine erfindungsgemäße Weiterbildung kann die An­ passungsfähigkeit bzw. Elastizität der kompressionsraumna­ hen Abstreifkante nochmals erhöht werden.

Die vorgeschlagene Bearbeitungsmethode der Axialnut bietet den Vorteil, auch geringe Nutbreiten und relativ große Nuttiefen bei sauberster Oberfläche verwirklichen zu kön­ nen. Sie ist Voraussetzung für eine wirtschaftliche Anwen­ dung der Erfindung.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung hervor, auf der ein Aus­ führungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ölschlitzring mit Axialnut hinter einer Öl­ abstreifkante,

Fig. 2 eine Ansicht des Ölschlitzringes mit Entlastungs­ schlitzen,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Minutenring mit Axial­ nut.

Der in Fig. 1 dargestellte Ölschlitzring 2 weist eine kompressionsraumnahe Abstreifkante 3 und eine kompressions­ raumferne Abstreifkante 4 mit einem dazwischen angeordne­ ten Ölschlitz 5 auf. Die Axialnut 1 ist hinter der kompressionsraumnahen Abstreifkante 3 so angeordnet, daß eine hochelastische Tellerfeder 6 entsteht, die sich allen Unebenheiten der Zylinderlauffläche optimal anpaßt. Dazu dient auch die Zurücknahme der kompressionsraumfernen Ab­ streifkante 4, durch die eine Anpaßbewegung der kompres­ sionsraumnahen Abstreifkante 3 möglich ist.

Die Elastizität der Tellerfeder 6 kann nach Fig. 2 durch Entlastungsschlitze 9 bzw. Entlastungseinstiche 10 in der Tellerfeder 6 gesteigert werden.

An dem in Fig. 3 dargestellten Minutenring wird durch ent­ sprechende Anbringung der Axialnut eine Tellerfeder 6 er­ zeugt, die die einzige Ölabstreifkante im gewünschten Maße elastisch gestaltet.

Die beschriebenen Axialnuten und ihre Einstiche bzw. Ent­ lastungsschlitze können nur mittels Laserbearbeitung ver­ wirklicht werden. Durch dieses Bearbeitungsverfahren, dem sogenannten Lasercarving, können die Axialnuten in der ge­ forderten Dimension schnell und wirtschaftlich in die Flanken der Dichtringe eingearbeitet werden.

Claims (6)

1. Dichtring, vorzugsweise aus Metall, zur Abdichtung von Kolben in Zylinderrohren, insbesondere für Hubkolben­ kraft- und Arbeitsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß parallel oder in etwa parallel und konzentrisch zur Umfangskontur des Dichtringes und in dessen Umfangsbereich eine Axialnut (1) angeordnet ist.

2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring als Minutenring (7) mit konischer Umfangskontur und einer Abstreifkante ausgebildet ist, wobei die Axialnut (1) in die der Ab­ streifkante benachbarten Flanke (8) des Minutenringes (7) auf mindestens halbe Höhe desselben eingearbeitet ist.

3. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring als Ölschlitz­ ring (2) mit einer kompressionsraumnahen und einer kompressionsraumfernen Abstreifkante (3, 4) und dazwischen liegenden Ölschlitzen (5) ausgebildet ist, und daß die Axialnut (1) hinter der kompressionsraumnahen Abstreifkan­ te (3) angeordnet ist.

4. Dichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht hinterschnittene zweite Abstreifkante (4) gegenüber der ersten Abstreifkan­ te (3) radial zurückgesetzt ist.

5. Dichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der ersten Ab­ streifkante (3) radiale Feinstschlitze (9) oder Ent­ lastungseinstiche (10) vorgesehen sind, die am Umfang des Dichtrings gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

6. Dichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einarbeitung der Axialnut (1) mittels Laserstrahls erfolgt.