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Kolbendichtungsring oder ölabstreifring für Brennkraftmaschinen Für
Kolbenabdichtungen von Brennkraftmaschinen ist ein Kolbenring vorgeschlagen worden,
der aus einem in den Kolbenkörper mit radialem Spiel eingelassenen Ringteil besteht,
an den sich nach der Stirnseite des Kolbens zu ein dünnerer Ansatz anschließt. Infolge
des vorhandenen radialen Spiels ist zwar eine gute Anpassung des Kolbenringes an
die Zylinderwandung und damit eine gute Abdichtung an dieser gewährleistet, jedoch
hat man zwischen dem dünneren Ansatz und dem Kolbenkörper ein größeres, nach dem
Verbrennungsraum hin offenes Spiel belassen, damit Kohleteilchen, die sich in dem
radialen Spiel des eingelassenen Ringteiles absetzen, durch die eindringenden heißen
Gase verbrannt werden und somit ein Festbrennen des Kolbenringes vermieden wird.
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Nach der Erfindung ist einem Festbrennen des Kolbenringes dadurch
vorgebeugt, daß der sich an den eingelassenen Ringteil anschließende Ansatz mit
einer nach der Stirnseite des Kolbens zu offenen Ringnut versehen ist, deren äußere
Begrenzungswand sich mit Vorspannung gegen den Zylinder und deren innere Begrenzungswand
sich mit Vorspannung gegen den Kolbenkörper legt. Hierdurch ist nicht nur eine gute
Abdichtung des Kolbenringes an der Zylinderwandung, sondern auch am Kolbenkörper
erzielt; es können daher heiße Verbrennungsgase in das Spiel zwischen dem in den
Kolbenkörper eingelassenen Ringteil und dem Kolbenkörper nicht eindringen und das
dort vorhandene Schmieröl zum Verkoken bringen, so daß ein Festbrennen des Kolbenringes
durch diese Abdichtung vermieden ist. Ferner hat der Kolben eine bessere Führung,
so daß auch ein Kippen des Kolbens, insbesondere am oberen Totpunkt, auf ein Mindestmaß
gebracht ist. Demgemäß kann auch die Anzahl der überdies noch vorgesehenen Kolbenringe
verringert werden.
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Ist der dem Brennraum zunächst liegende Kolbenring in dieser Weise
ausgebildet, so daß die Ringnut nach der dem Brennraum zugekehrten Stirnseite des
Kolbens offen ist, so werden die Begrenzungswände der Nut an die Zylinderwandung
bzw. den Kolbenkörper
durch den Druck der Gase angepreßt, wie dies
an sich für U-förmige Kolbendichtungsringe bekannt ist. Wird der Kolbenring derart
am inneren Ende des Kolbenkörpers ein w gebaut; daß die Ringnut der inneren Stirn:,::
flache des Kolbens zugekehrt ist, so dient det Kolbenring als ölabsteifring. Durch
die sicl% gegen die Zylinderwandung mit Vorspannung legende Begrenzungswand wird
das sich nach dem Brennraum hin ziehende Schmieröl abgestreift, während durch die
Abdichtung der sich gegen den Kolbenkörper legenden Ringwand vermieden ist, daß
C51 in das Spiel zwischen dem mit dem Kolbenkörper eingelassenen Ringteil und dem
Kolbenkörper eindringen und die bekannte Pumpwirkung des Ringes hervorrufen kann.
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Zur Sicherung einer guten Lauffähigkeit des Kolbens wird die Vorspannung
der äußeren Begrenzungswand der Ringnut klein gehalten; es soll aber die innere
Begrenzungswand mit einer verhältnismäßig starken Vorspannung am Kolbenkörper anliegen.
Um die sich daraus ergebenden, für die beiden Begrenzungswände verschiedenen Elastizitäten
des Kolbenringes zu erhalten, bestehen der in den Kolbenkörper eingelassene Ringteil
und die äußere Ringwand aus einem Stück, an dem die für sich hergestellte innere
Begrenzungswand befestigt ist. Es kann dann diese innere Begrenzungswand aus einem
besonders elastischen Baustoff hergestellt sein.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Kolbenabdichtung nach
der Erfindung bei einerBrennkraftmaschinedargestellt.
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Fig. r zeigt einen Längsschnitt durch einen mit der Kolbenabdichtung
ausgerüsteten, im Zylinder laufenden Kolben; Fig. 2 zeigt einen Teil der Fig. z
bei einer Abänderungsform der Kolbenabdichtung; Fig. 3 ist.eine Draufsicht auf den
in Fig. r dargestellten oberen Ring; Fig. q. ist eine Draufsicht auf den oberen
Ring nach Fig. 2.
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Der Kolben a der Brennkraftinäschine läuft in dem Zylinder b und ist
an dem dem Brennraum c zugewandten Ende mit drei Kolbenringen d; e, f
versehen. Die Kolbenringe e
und f erhalten in der üblichen Weise durch Schlitze
ihre Federung: Der Kolbenring d ist bei der in Fig. z dargestellten Ausführungsform
nichtgeschlitzt und hat einen nach dem Brennraum c hin gerichteten Ansatz, der eine
nach dem Brennraum hin offene Ringnut g hat, die durch zwei Ringwände h.,
i begrenzt ist. Der Ring d, g, h, i besteht aus einem derartigen Baustoff,
z. B: Stahl, und die Ringnut g ist so breit und tief, daß die Begrenzungsringwände
h, i elastisch sind. Die Nut g nimmt bei der dargestellten Ausführungsform mit der
Tiefe in ihrer Breite ab, so daß sich die Ringwände h, i vom Grunde der Nut
aus nach ihren freien Kanten hin verjüngen. Im Bereiche des Teiles d ist der Ring
so abgeretzt, daß er die Wandung des Zylinders b :riY@ht berührt, also ein Spiel
k besteht. Zwis en dem Halteteil d und dem Kolbenkörper a
`.13e steht
ferner das übliche Spiel in.
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Um den Ring d, g, h, i einsetzen zu können, ist beim dargestellte<-
Ausführungsbeispiel der Kolbenkörper a mit einem Kopfstück n versehen.
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Die Ringwände h, i sind bei kleineren Arbeitsdrücken so ausgebildet,
daß sie an ihren Außenkanten vom Grunde der Nut g aus nach der freien Kante hin
etwas kegelförmig zunehmen und an dieser Kante der Außendurchmesser der äußeren
Ringwand h etwas größer. als der Zylinderdurchmesser bzw. der Innendurchmesser der
inneren Ringwand i kleiner als der Außendurchmesser der Auflagefläche des Kopfstückes
-a ist. Beim Einbau legen - sich daher die beiden Ringwände h und i mit einer gewissen
Vorspannung an die Wandung des Zylinders b bzw. den Kolbenkörper a an. Bei höheren
Arbeitsdrücken wird der äußere Durchmesser der äußeren- Wand h sogar etwas kleiner
als der Zylinderdurchmesser ausgeführt, etwa um einige 1/ 100 mm kleiner, da dann
der Druck im Brennraum schon die Abdichtung in gewissem Grade sichert. Es legt sich
dann beim Einbau die äußere Ringwand lt nur leicht gleitbar an die Wandung
des Zylinders b, während die innere Ringwand i eine Vorspännung hat.
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Bei der Abänderungsform nach Fig.2 besteht der dem Brennraum c benachbarte
Ring aus dein Halteteil d, der Ansatz ist aber geteilt, indem nur die äußere Ringwand
lz aus einem Stück mit dem Halteteil d besteht, während die innere Ringwand il aus
einem getrennt für sich hergestellten Zylinder besteht, der z. B. durch Schweißen
oder auch durch Warteaufziehen mit den Teilen d, h verbunden wird, so daß auch die
Ringnut g entsteht. In diesem Falle werden nur die Ringteile d, h geschlitzt, während
der Ring il ungeschlitzt bleibt (Fig. q.).
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Bei sehr hohen Gasdrücken kann dann der inneren Ringwand il ohne Rücksicht
auf die Lauffähigkeit des Kolbens die erforderliche Durchfederung gegeben werden,
auch bei Verwendung eines besonders elastischen Baustoffes (Stähl, Bronze).
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Der Ring d, g, h, i bzw. d, g, h; il kann an demselben
Kolben a noch zur Erzielung eines anderen Vorteils dienen, wenn er am inneren Ende
des Kolbenkörpers so eingebaut wird, daß die Ringnut g der inneren Stirnfläche des
Kolbens zugekehrt ist (Fig. r). Auch dieser Ring kann aufgeschnitten sein und in
der üblichen Weise eingebaut werden, oder es ist
ein besonderer
Bodenteil o vorgesehen, der in den Kolbenkörper a eingeschraubt wird.
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Der Ring dient dabei als Ölabstreifring, da durch die äußere Ringwand
h die bei einem senkrechten Zylinder aufsteigende Ölmenge abgestreift wird, wobei
diese Menge durch die Federung (Vorspannung), die der Ringwand h gegeben wird, geregelt
werden kann. Die innere Ringwand i legt sich mit der ihr gegebenen Federung gegen
den Kolbenkörper a und dichtet dadurch das Spiel p zwischen dem Halteteil d des
Ringes und dem Kolbenkörper a gegen ein Eindringen von Öl gut ab, wodurch die bekannte
Pumpwirkung des Olabstreifringes vermieden ist. Infolge der Führung des Kolbens
durch die Ringwand h ist der Kolben an seinem unteren Ende zentriert, durch die
Federung des Ringes ist ein allzu hartes Aufschlagendes Kolbens auf die Zylinderwand
vermieden, und zugleich ist gewährleistet, daß der Ölfilm sich gleichmäßig auf den
ganzen Umfang der Zylinderwandung verteilt.