DE763282C

DE763282C - Piston ring assembly, especially for diesel engines

Info

Publication number: DE763282C
Application number: DEK169639D
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl-Ing Elwert
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1943-09-19
Filing date: 1943-09-19
Publication date: 1953-02-09

Description

Kolbenringanordnung, insbesondere für Dieselmotoren Die Erfindung betrifft einen Arbeitskolben, insbesondere für Dieselmotoren. Sie besteht in der Vereinigung zweier Kolbenringarten an einem Kolben, die bisher nur einzeln verwendet worden sind, und zwar soll vereinigt werden ein sog. Kantenring als oberster Kolbenring, d. h. ein Ring, der dichtend. auf der Stirnfläche des Kolbens aufliegt und nur an einzelnen Stellen des Umfanges durch am Kolben befestigte, über den Ring greifende bzw. am Ring befestigte, unter Teile des Kolbens greifende Stifte, Haken, Nasen od. dgl. auf dem Kolben gehalten wird, mit einem mindestens in der obersten Kolbenringnut außer dem Kolbenring vorhandenen Schlagring, der allseitig Spiel hat und völlig druckentlastet unter dem Einfluß seiner Massenträgheit hin und her schlägt.Piston ring assembly, particularly for diesel engines. The invention relates to a working piston, particularly for diesel engines. It consists in the Combination of two types of piston ring on one piston, which was previously only used individually have been, namely a so-called edge ring is to be combined as the top piston ring, d. H. a ring that is sealing. rests on the face of the piston and only on individual points of the circumference by attached to the piston, reaching over the ring or pins, hooks, lugs attached to the ring and gripping under parts of the piston Od. The like. Is held on the piston, with at least one in the uppermost piston ring groove except for the piston ring, the existing knuckle-blower, which has play on all sides and is completely relieved of pressure under the influence of its inertia beats back and forth.

Bei Hochleistungsdieselmotoren, insbesondere Zweitaktmotoren, ergibt sich neben einer ziemlich hohen Erwärmung des Kolbens und damit auch der Kolbenringe ein verhältnismäßig starker Rußanfall. Durch das Zusammenwirken des durch die Erhitzung entstehenden Verkokens des Öles und der dabei auftretenden Asphaltbildung mit dem in den Spalt zwischen Kolben und. Zylinder eindringenden Ruß werden bei solchen -Motoren die Kolbenringe bei normaler Ringanordnung außerordentlich leicht fest.In high-performance diesel engines, especially two-stroke engines, results in addition to a rather high heating of the piston and thus also the piston rings a relatively strong attack of soot. Through the interaction of the heating resulting coking of the oil and the resulting asphalt formation with the into the gap between piston and. Cylinder penetrating soot will be in such -Engines the piston rings with a normal ring arrangement are extremely light.

Die Anordnung von Schlagringen neben den obersten Kolbenringen hat zwar eine gewisse Verbesserung gebracht. kann jedoch nicht in allen Fällen, besonders bei sehr hoch belasteten Motoren. das Festwerden der Ringe vollkommen verhindern, denn auch hierbei gelangt so viel Ruß zu den Ringen. daß die Schlagringe mit den anfallenden Mengen auf die Dauer nicht fertig werden. Bei Zweitaktmotoren tritt dieser Übelstand in erhöhtem Maße auf, weil einmal die Bußbildung bei jedem Hub erfolgt und zum anderen kurz vor dem Öffnen der Schlitze ein Durchblasen von Verbrennungsgasen durch den Spalt zwischen Kolben und Zylinder einsetzt, das den Ruß den Ringen unmittelbar zuführt.The arrangement of knuckles next to the top piston rings has although brought some improvement. however, may not be particularly in all cases with very heavily loaded engines. completely prevent the rings from solidifying, because here too much soot gets to the rings. that the brass knuckles with the the accumulating quantities cannot be finished in the long run. With two-stroke engines occurs this inconvenience to an increased extent, because once the penance is formed with each stroke and, on the other hand, combustion gases are blown through shortly before the slots are opened through the gap between the piston and the cylinder, the soot directly in the rings feeds.

Die Anordnung eines Kantenringes bringt zwar eine beträchtliche Abschirmung der darunter angeordneten Kolbenringe gegen das Eindringen von Ruß. Die Kolbentemperatur ist bei Hochleistungsmotoren jedoch im allgemeinen so hoch, daß die einfachen Kolbenringe infolge der hierdurch entstehenden Koks- und Asphaltbildung trotzdem fest werden. Das ist bei Zweitaktmotoren auch wieder stärker der Fall als bei Viertaktmotoren, weil die Ringe dauernd unter der Wirkung des Gasdruckes stehen und daher in ihren Nuten nicht hin und her schlagen können.The arrangement of an edge ring does indeed provide considerable shielding the piston rings arranged underneath against the ingress of soot. The bulb temperature in high-performance engines, however, is generally so high that the simple piston rings due to the resulting coke and asphalt formation will still solidify. This is more the case with two-stroke engines than with four-stroke engines, because the rings are constantly under the action of gas pressure and therefore in their Grooves cannot hit back and forth.

Die vorliegende Erfindung erreicht erstmalig ein Losebleiben der Ringe selbst bei Hochleistungszweitaktdieselmotoren durch die obengenannte Vereinigung eines Kantenrings mit dem Schlagring, der mindestens in der obersten Kolbenringnut neben dem normalen Dichtring vorzusehen ist. Versuche haben gezeigt, daß diese Schlagringe mit der durch die hohe Erwärmung des Kolbens entstehenden Koks- und Asphaltbildung fertig werden, wenn eine Abschirmung gegen stärkeres Eindringen von Ruß zu den Kolbenringen verhindert wird. Es ist vorteilhaft, wenn der Kantenring mit einem gasdichten Schloß versehen ist.The present invention achieves ring looseness for the first time even with high-performance two-stroke diesel engines through the above-mentioned association an edge ring with the impact ring, which is at least in the uppermost piston ring groove is to be provided next to the normal sealing ring. Tests have shown that these brass knuckles with the formation of coke and asphalt caused by the high heating of the piston cope if there is a shield to prevent the penetration of soot into the piston rings is prevented. It is advantageous if the edge ring is fitted with a gas-tight lock is provided.

Nach einer weiteren Ausbildung gemäß der Erfindung ist am oberen Rand des Kolbens eine Krone aus härterem Werkstoff, z. B. Stahl, vorgesehen, die die Auflagefläche für den Kantenring und die obere Flanke der ersten Kolbenringnut bildet. Durch diese Bauart ist es möglich, die erste Nut, die unter dem Schutz des Kantenringes an sich näher an die obere Kalbenkante gelegt I werden kann, auch wirklich so nah an sie heranzulegen, ohne daß ein Brechen des obersten Steges eintritt. Dadurch wird die für die Schlagringe benötigte zusätzliche Höhe wieder ausgeglichen. so daß sich keine größere Gesamthöhe der Ringzone ergibt. Daneben ergeben sich harte Schlagflächen für den Kantenring und für den obersten Schlagring. Die Stahlkrone ist außerdem zur Bildung der den Kantenring haltenden Haken geeignet. Dies geschieht nach der Erfindung durch Herausfräsen von Teilen aus einem nach außen vorstehenden Ringsteg der Krone.According to a further embodiment according to the invention is at the top the piston has a crown made of harder material, e.g. B. steel, provided that the Forms contact surface for the edge ring and the upper flank of the first piston ring groove. This design makes it possible to create the first groove that is under the protection of the edge ring can be placed closer to the upper edge of the calf I, really that close to put on them without breaking the uppermost web. Through this the additional height required for the brass knuckles is compensated for. so that there is no greater total height of the ring zone. In addition, there are hard Striking surfaces for the edge ring and for the top brass knuckles. The steel crown is also suitable for forming the hooks holding the edge ring. this happens according to the invention by milling out parts from an outwardly protruding Ring bridge of the crown.

In der Zeichnung sind zwei verschiedene Kolben gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einenTeillängsschnitt durch die eine Ausführungsform.In the drawing are two different pistons according to the invention shown, namely Fig. i shows a partial longitudinal section through the one embodiment.

Abb. -2 einen Teillängsschnitt durch die andere Ausführungsform und Abb.3 eine Teildraufsicht auf einen Kolben gemäß Abb. 2.Fig. -2 a partial longitudinal section through the other embodiment and Fig.3 is a partial plan view of a piston according to Fig. 2.

Die Zylinderbüchse ist mit i und der Kolben mit 2 bezeichnet. Auf der Stirnfläche 3 des Kolbens bzw. einer gegen die Stirnfläche abgesetzten Ringfläche 4, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 und 3 durch eine besondere. auf dem Kalben befestigte Krone 5 gebildet wird, liegt der Kantenring 6 auf, der durch Haken j gehalten wird. Die Haken sind durch Herausfräsen von Teilen aus dem nach außen vorstehenden Ringsteg der Krone ; hergestellt.The cylinder liner is denoted by i and the piston by 2. on the end face 3 of the piston or an annular surface offset from the end face 4, which in the embodiment according to Figs. 2 and 3 by a special. on the crown 5 attached to the calving is formed, the edge ring 6 rests on, which is through Hook j is held. The hooks are made by milling out parts from the after externally protruding ring bar of the crown; manufactured.

In den Kolbenringnuten 3 sind die normalen Kolbenringe 9 angeordnet.The normal piston rings 9 are arranged in the piston ring grooves 3.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. t ist in den beiden oberen Ringnuten, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. ? nur in der obersten Ringnut zusätzlich ein Schlagring io vorgesehen. Der in Abb. 2 dargestellte Schlagring weist einen Ansatz i i auf, mit dem er hinter den Kolbenring 9 greift. Die Krone ; bildet hier die obere Flanke 12 der -Nut ,S. gegen die der Schlagring io schlägt.In the embodiment according to Fig. T is in the top two Annular grooves, in the embodiment according to Fig.? only in the uppermost ring groove an impact ring is also provided. The impact ring shown in Fig. 2 has an approach i i with which it engages behind the piston ring 9. The crown ; forms here the upper flank 12 of the groove, p. against which the brass knuckles strike.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Piston ring arrangement, especially for diesel engines, characterized by the union of the following two, individually on working pistons well-known. Features: ä) The top piston ring is a so-called edge ring (6), i. H. a ring which rests sealingly on the end face (3, 4) of the piston (2); b) at least in the first piston ring groove ($) except for the piston ring (9) a brass knuckle (io), which has play on all sides and is completely pressure-relieved under the Influence of its inertia beats back and forth. Piston ring arrangement according to claim i, characterized in that the edge ring (6) is provided with a gas-tight lock is. 3. Piston ring assembly according to claim z, characterized that at the upper edge of the piston (2) a crown (5) made of harder material, for. B. Steel, is provided, which is the bearing surface (q :) for the edge ring (6) and the forms the upper flank (I2) of the first piston ring groove 8. q .. piston ring assembly now after Claims r and z, characterized in that the hooks holding the edge ring 6 (7) from an outwardly protruding ring web of the crown (5) by milling out are formed by parts of this web.