DE571993C - Kolbenabdichtung fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Abdichtung der Kolben von Brennkraftmaschinen, und zwar insbesondere von Hochdruckmotoren, beispielsweise von Dieselmotoren, bei denen der Verbrennungshöchstdruck mehr als 40 Atm. beträgt.

Es ist bekannt, zur Verbesserung der Abdichtungswirkung an Stelle der üblichen, im Querschnitt rechteckigen Dichtungsringe im Querschnitt L-förmige Ringe mit verhältnismäßig breiter Lauffläche zu verwenden, die an einer oder an mehreren Stellen ihdes Umfanges aufgeschnitten sind und bei welchen diese Trennfuge durch ein quer zu; dieser laufendes Glied nach außen hin abgeschlossen ist. Dieses Glied ist beispielsweise ein zungenförmiger Fortsatz des- einen Ringendes oder ein in eine ringsumlaufende Nut eingebetteter, ebenfalls an einer Umso fangssteile gespaltener Hilfsring, dessen Spalt jedoch gegenüber dem des Hauptringes versetzt ist. Die zwischen diesem Abschlußglied (Zunge oder Hilfsring) und dem Hauptring verbleibende Trennfuge endet einerseits an der gemeinsamen äußeren (der Zylinderwand· anliegenden) Zylinderfläche, anderseits an der gemeinsamen Sitzfläche dieser beiden Teile (Hauptring und Abschlußglied). Bei einem solchen Ring ist den aus dem Verbrennungsraum in den Spalt des Hauptringes eindringenden Gasen der Abfluß nach außen versperrt, so daß er eine bessere Dichtungswirkung aufweist als die üblichen einfachen Ringe mit unverschlossenem Spalt. Diese verbesserte Dichtungswirkung wird indessen erfahrungsgemäß vielfach im Laufe der Zeit durch Abnutzung der Ringsitzfläche am Kolben wieder aufgehoben.

Die Erfindung bezweckt die Behebung dieses Mangels durch eine verbesserte Anordnung.

Erfindungsgemäß wird auf der vom Brennraum abgekehrten Seite eines mit verschlossenem Spalt ausgestatteten Dichtungsringes ungeschlitzter Ring von L-förmigem Querschnitt vorgesehen, dessen dem erstgenannten Ring zugekehrte Stirnfläche diesem Ring als Sitzfläche dient.

Es ist bekannt, Dichtungsringe gewöhnlicher Art mit dünnen Beilageringen aus hartem Werkstoff zu versehen, die entweder geschlitzt oder mehrteilig hergestellt sind. Solche Beilageringe vermindern zwar die Abnutzung der Sitzflächen der Ringe und der Kolbennut, sie haben aber den Nachteil, daß sie im Betrieb sehr heiß werden, da sie nur am heißen Kolbenkörper, nicht aber an der kühleren Zylinderwand anliegen, und daß deshalb leicht ein Festsetzen der Dichtungsringe eintritt. Außerdem tragen diese Beilageringe nicht zur Abdichtung des Spaltes des,Dichtungsringes bei.

Bei der Anordnung nach, der Erfindung kann der L-förmige Ring ebenfalls aus !einem

Baustoff von holier Abnutzungsfestigkeit hergestellt sein, so daß eine vorzeitige Abnutzung der Ringsitzfläche vermieden wird. Dies bringt hier den weiteren Vorteil, daß der durch die Stirnfläche dieses Ringes gebildete Abschluß des Spaltes des Dichtungsringes länger erhalten bleibt, als wenn der Dichtungsring unmittelbar in der Kolbennut aufsitzen würde. Ferner besteht der Vorteil, ίο daß der ungeschützte L-förmige Ring infolge der großen Fläche, mit welcher sein axial gerichteter Schenkel die Zylinderwand berührt, im Betriebe kühler bleibt als der eigentliche Kolbenkörper, infolgedessen auch genauer als der Kolben selbst in den Zylinder eingepaßt werden kann, und daß demzufolge einerseits die Verhältnisse für die Schmierung der gleitenden Flächen günstiger werden, anderseits der Kolben im Zylinder besser so geführt werden kann.

Zur Aufrechterhaltung einer guten Abdichtungswirkung trägt es weiterhin bei, wenn Maßnahmen getroffen werden, welche die freie radiale Beweglichkeit des Abdichtungsringes dauernd sichern. Diese Beweglichkeit wird gehindert, wenn die den Ring festhaltende Kolbennut durch anbackenden Koks ' o. dgl. verklebt wird. Dem Anbacken von Koks in der Kolbenringnut kann dadurch vorgebeugt werden, daß diese Nut nur zu einem Teil von dem Sitzring, zum anderen Teil aber von einem an sich bekannten, auf den Kolben aufgesetzten Deckel gebildet wird, der im Betrieb eine verhältnismäßig hohe Temperatur annimmt, so daß etwa sich ansetzende Koksteilchen fortbrennen und die Nut demzufolge stets sauber bleibt. Der Dichtungsring wird durch die Anordnung dieses heißen Deckels hinsichtlich seiner Temperatur nicht wesentlich beeinflußt, da er ja mit großer Fläche an der verhältnismäßig kühlen Zylinderwand satt anliegt und dadurch wirksam gekühlt wird.

Häufig genügt schon die Anordnung einer einzigen derartig ausgebildeten Dichtungseinrichtung zur Kolbenabdichtung bei Hochdruckmotoren.

Es könnten aber außer dieser Einrichtung auch noch weitere in üblicher Weise gestaltete Kolbenringe vorgesehen sein, die dann im wesentlichen nur noch als Kühlringe wirken, indem sie vom Kolbenkörper aufgenommene Wärme an die gekühlte Zylinderwand abgeben.

Schließlich können auch mehrere Dichtungseinrichtungen der beschriebenen Art hintereinander angeordnet sein. Dabei werden zweckmäßig zwischen den einzelnen Ringen größere Labyrinthräume frei gelassen. Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes; dabei zeigt Abb. 1 einen mit der neuen Dichtung ausgestatteten Kolben im Schnitt längs der Kolbenachse.

Abb. 2 zeigt ein Schaubild des Dichtungsringes.

Bei der dargestellten Kolbenabdichtung ist an dem dem Brennraum 1 eines Zylinderkörpers 2 zugekehrten Ende des Kolbens 3 ein aus dem Hauptring 4 und dem Hilfsring 5 zusammengesetzter Dichtungsring vorgesehen, der in Abb. 2 für sich dargestellt ist. Der Hauptring 4 weist eine verhältnismäßig große Breite (in Richtung der Kolbenachse), aber nur eine verhältnismäßig geringe Dicke (in Radialrichtung gemessen) auf. Nur an der vom Brennraum abgekehrten Seite ist ein nach innen ragender schmaler Vorsprung 6 vorgesehen, der einerseits zum Festhalten des Ringes' in einer am Kolben vorgesehenen Ringnut dient und der andererseits nach außen hin eine stufenartige Eindrehung aufweist, in welche der Hilfsring 5 eingebettet liegt. Die äußeren Umfangsflachen und die Sitzflächen beider Ringe gehen ineinander über. Beide Ringe sind, wie Abb. 2 zeigt, an je einer Umfangsstelle 7 bzw. 8 aufgeschnitten, so daß sie sich federnd der Innenfläche des Zylinders 2 anschmiegen können; jedoch sind die Schnittfugen so gegeneinander versetzt, daß der eine Teilring in Verbindung· mit der Zylinderinnenwand und mit der gemeinsamen Sitzfläche für die Ringe die Fuge des anderen Teilringes abschließt. Solche zusammengesetzten Ringe halten erfahrungsgemaß besser und langer dicht als die üblichen einfachen Dichtungsringe. Der Vorsprung 6 des Hauptringes 4 greift in eine Nut ein, die im vorliegenden Fall von der Stirnfläche 19 eines über den Kolbenkörper geschobenen, längs seines Umfanges zusammenhängenden, also nicht aufgespaltenen Ringes 22, andernteils von einem besonders auf den Kolben aufgesetzten Deckel 10 begrenzt wird. Der Ring 22 besitzt L-förmigen Querschnitt, wobei der kürzere Schenkel der Querscnnittsform die radial verlaufende Sitzfläche für den Dichtungsring, der längere Schenkel die Gleitfläche bildet. Dieser Ring wird zweckmäßig aus .besonders widerstandsfähigem Baustoff n₀ hergestellt, so daß sowohl seine als Sitzfläche für den Dichtungsring dienende Stirnfläche als auch seine Lauffläche gegen vorzeitige Abnutzung gesichert ist.

Der den Abdichtungsring 4, 5 festhaltende Deckel 10 berührt den Kolbenkörper 3 nur mit verhältnismäßig schmalen Sitzflächen 11, 12, so daß er im Betriebe eine wesentlich höhere Temperatur als der Kolbenkörper annimmt. Dies hat zur Folge, daß etwa an diesen Deckel sich ansetzende Koksteilchen verbrennen können, so daß ein Festsetzen des

Claims (2)

1. Ringvorsprunges 6 in seiner Nut nicht zu befürchten, ist. Zwischen dem Deckel io und dem Hauptring· 4 bleibt ein Spalt 13 frei. Der dünne Mantelteil des Hauptringes 4 wird also

   . 5 durch den vollen im Verbrennungsraum 1 herrschenden Druck gegen die Zylinderwand 2 angepreßt und kann sich infolge seiner geringen Dicke der Zylinderwand (ähnlich einer Stülp dichtung) gut anschmiegen.

   Ρλ ϊ ε ν τ λ ν s ι· r ü cii κ :

   ι. Kolbenabdichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, bei welcher mindestens der dem Brennraum zunächst gelegene Dichtungsring einen nach außen hin durch einen Hilfsring o. dgl. verschlossenen Spalt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Brennraum abgekehrten Seite dieses Dichtungsringes (4, 5J ein ungeschlitzter, im Querschnitt L-förmiger Ring (22) vorgesehen ist, dessen dem Dichtungsring (4, 5) zugekehrte Stirnfläche (19) diesem letztgenannten Ring als Sitzfläche dient und dessen parallel zur Zylinderachse sich erstreckender Schenkel mit seiner UmfangsfLäche auf der Zylinderwand gleitet.
2. 2. Kolbenabdichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (4, 5) in an sich bekannter Weise von einem besonders auf den Kolbenkörper (3) aufgesetzten Deckel (10) gehalten wird, der dem Kolbenkörper nur mit kleinen Flächen (11, 12) anliegt und deshalb im Betriebe wesentlich heißer als der übrige KoTbenkörper wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen