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Kolbendichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine
Kolbendichtung für Brennkraftmaschinen, bei der in der Kolbenringnut außer einem
Dichtumgsi-ing ein weiterer Ring mit allseitigem Spiel angeordnet ist und infolge
seiner Massenträgheit in der Nut hin und her schlägt: Derartige Schlagringe, die
den Zweck haben, etwa angesetzte ölkohle zu zerschlagen oder zerreiben und das Ansetzen
weiterer ölkohle zu verhindern, sind in einzelnen Ausführungen bekannt. Sie werden
vorzugsweise in die dem Brennraum benachbarte erste Kolbennut eingelegt, da die
Dichtungsringe dort durch die hohe Temperatur besonders gefährdet sind. Bisher wurden
aufgeschnittene Schlagringe verwendet, die, Bebenso wie die Dichtungsringe, über
den Kolben gestreift -werden können.
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Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß der Schlagring nur so lange einwandfrei
arbeitet, wie er in seiner Nut gegenüber dem Zylinder vollkommen frei beweglich
ist. Dies ist aber nicht immer zuverlässig zu erreichen. insbesondere bei hochbelasteten
Zweitaktmaschinen wird der Rang sofort oder nach einer gewissen Betriebsdauer durch
ungleichmäßige Wärmedehnung unrund. Außerdem treten Verwindungen des Ringes in der
Nähe der Stoßfuge auf. Die Folge ist, daß der Ring teilweise an der Zylinderwand
anschleift und durch die Reibung an seiner freien Beweglichkeit gehindert wird.
Es konnte festgestellt
werden, daß ein Versagen des Schlagringes
und das Ansetzen von ölkohle fast immer nur dann eintreten, wenn der Ring in der
beschriebenen Weise an der Zylinderwand anschleifte.
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Ein Verziehen des Schlagringes kann man dadurch vermeiden, daß man
ihn unaufgeschnitten ausführt. In der hierfür notwendigerweise nach dem Kolbenboden
hin offenen Nut muß dann aber ein Ring vorgesehen werden, der eine Anschlagfläche
für den Schlagring bildet und der beispielsweise auf den Kolbenkörper aufgeschraubt
werden kann. Versuche in dieser Richtung ergaben aber, daß dieser Ring am Kolbenkörper
nicht festhält, weil das Gewinde am Kolben, offenbar wegen ungleicher Wärmedehnungen
zwischen dem Leichtmetallkolben und dem aus einem Werkstoff höherer Festigkeit hergestellten
Ring, über die Fließgrenze des Kolbemverkstoffes beansprucht, d. h. gequetscht und
nach wiederholtem Lauf infolge des sich ,ehistell.enden großen Spieles bald zerrieben
wird.
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Die genannten Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch behoben,
daß der unaufgeschnittene Schlagring mit Hilfe eines im Durchmesser nachgiebigen
Gewinderinges am Kolbenkörper gehalten ist. Die Nachgiebigkeit des Gewinderinges
wird vorzugsweise durch eine verhältnismäßig geringe Wandstärke hergestellt. Der
Gewindering wird also, wenn auch seine Wärmedehnung geringer ist als die des Kolbenwerkstoffes,
durch Anpressung an den Berührungsflächen zusätzlich mechanisch gedehnt, ohne eine
den Kolbenwerkstoff zerstörende übermäßige Flächenpressung auszuüben.
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Eine weitere Möglichkeit, die Nachgiebigkeit des Gewinderinges zu
erzielen, besteht darin, den Ring abwechselnd von gegenüberliegenden Seiten her
zu schlitzen. Auf diese Weise entsteht ein wellenförmiger Kraftfluß in Umfangsrichtung
wie bei einer Feder.
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Der Gewindering kann entweder selbst eine Anschlagfläche zur Begrenzung
der Bewegung des Schlagringes besitzen oder einen besonderen Ring aus hartem Baustoff
halten, der seinerseits die Anschlagfläche aufweist.
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Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
wedergegeben.
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Abb. i zeigt eine Ausführungsform der Kolbenabdichtung im Schnitt,
Abb. 2 eine zweite Ausführungsforen in einem Schnitt nach der Linie a-a der Abb.3,
Abb:3 eine dazugehörige Ansicht in Richtung b-b der Abb.2.
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Abb. 4. stellt einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform dar.
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Der Kolbenkörper ist mit 5, die Zylinderwand mit 6 und der oberste
Dichtungsring mit bezeichnet. über dem Dichtungsr4ig befindet sich der unaufgeschnittene
und in allen Richtungen mit einem gewissen Spiel bewegliche Schlagring 8, der mit
einem Flansch auch hinter den Dichtungsring 7 faßt. Bei der Bauart gemäß Abb. i
besitzt der Schlagring 8 einen weiteren, bis zum Kolbenboden hinaufreichenden Flansch,
der den Zweck hat, das Eindringen von Schmieröl von der Zylinderlauffläche her in
den Spalt zwischen Kolben und Schlagring zu verhindern. Ein weiterer, ebenfalls
unaufgeschnittener Ring 9 bildet eine Anschlagfläche io für den Schlagring B. Der
Ring 9 ist mit Hilfe des Ringes i i von verhältnismäßig geringer Stärke durch Gewinde
12 am Kolbenkörper 5 befestigt. In strichpunktierten Linien ist ein für das Einschrauben
des Ringes i i vorgesehener Ansatz angedeutet, der nach dem Einschrauben abgedreht
wird.
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Das Gewinde 12 des Kolbenkörpers 5 überträgt bei Erwärmung im Betrieb
der Maschine einen Druck von innen auf den Gewindering i i und dehnt diesen dadurch
zusätzlich zu der eigenen Wärmedehnung. Infolge der gerine n Wandstärke des Ringes
i i wird dabei das co Gewinde des Kolbens nicht über die Fließgrenze beansprucht,
so daß die Verbindung zwischen Ring und Kolbenkörper auf die Dauer festhält.
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Hinter den weiteren Kolbendichtungsringen 13 kann je ein im Querschnitt
winkelförmiger Schlagring 14. vorhanden sein, der im Gegensatz zum obersten Schlagring
aufgeschnitten ist. Die Gefahr des Verziehens und Festklemmens ist bei diesen Schlagringen
gering, da sie wesentlich weniger wärmebeansprucht sind. Im Ausführungsbeispiel
nach den Abb.2 und 3 ist der Schlagring 8 ebenso geformt und unaufgeschnitten hergestellt
wie im vorangehenden Beispiel. Der Gewindering 15 ist hier aber abwechselnd von
oben und unten her über den größten Teil seiner Höhe mit Sühlitzen 16 versehen.
Derselbe Ring besitzt eine Anschlagfläche io für den Schlagring B. Hier ist also
ein besonderer Ring für die Begrenzung der Bewegung des Schlagringes gegenüber der
Ausführung nach Abb. i gespart.
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Die Pressung im Gewinde 12 bei Erwärmung des Kolbens wird infolge
der federnden Wirkung der abwechselnd liegenden Schlitze 16 des Ringes 15 so begrenzt,
daß das Gewinde des Kolbens auch nach öfteren Erwä rmung nicht zerstört wird.
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In Abb..l sind die Schlitze 16 des Gewinderinges 15 nicht von oben
nach unten, sondern von innen nach außen bzw. von außen nach innen geführt. Die
Wirkung ist im wesentlichen dieselbe wie im vorangehenden Ausführungsbeispiel. Der
unaufgeschnittene
Schlagring 8 zeigt hier eine andere Form, was
aber den Erfindungsgedanken nicht berührt.
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An Stelle des Gewindes 12 könnte auch eine einfache Schrumpfverbindung
benutzt werden. Diese wird nötigenfalls zusätzlich gesichert durch quer eingesetzte
Stifte, durch einen niedrigen Bund oder durch Einwalzen.