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Kolbenring Die Erfindung betrifft Dichtungsringe für die Kolben von
Brennkraftmaschinen, Preßluftmotoren, Verdichtern, Pumpen, Dampfmaschinen u. dgl.,
die sowohl in radialer Richtung als auch in der Bewegungsrichtung des Kolbens derart
federn, daß ihr Klappern in den Kolbennuten vermieden wird.
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Der erfindungsgemäße Kolbenring ist namentlich dadurch gekennzeichnet,
daß er mindestens einen flachen oder kegelstumpfförmigen Ringteil und mindestens
einen in der Achsrichtung federnden Ringteil in Gestalt einer gewellten Doppelfeder
aufweist, wobei die letztere mit zwei gegeneinander versetzten und auf diese Weise
gegeneinander wirkenden Wellenzügen versehen ist.
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Gemäß einer Ausführungsart besteht das Doppellederglied aus zwei gewellten
Teilen, die ineinandergelegt sind und von denen jeder an den Wellenbergen mit in
die Wellenbäuche des anderen Teiles reichenden Zungen versehen ist.
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In einer Abwandlung besteht das Doppelfederglied aus einem einfachen
gewellten Teil, an dessen Wellenbäuchen kleine Federteile in Gestalt einer Halbwelle
angesetzt und an dem einfachen ununterbrochenen Teil durch Nietung, Schweißung,
Verklammerung usw. befestigt sind.
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Das gewellte Doppelfederglied widersteht den Kräften, die seine Wellenzüge
platt zu drücken suchen, weit besser als ein einfaches gewelltes Federglied, da
seine beiden gegeneinander versetzten `-1'ellenzüge einander entgegenwirken, so
daß
der erfindungsgemäße Kolbenring seine Federkraft dauernd beibehält und sein sattes
Anliegen an den beiden Flanken der ihn aufnehmenden Kolbennut gewährleistet ist,
wodurch auch jegliche zitternden Schwingungen oder Rüttelbewegungen, denen die bisher
bekannten Kolbenringe ausgesetzt waren, in Fortfall kommen.
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Die Erfindung erstreckt sich übrigens auf verschiedene andere Merkmale,
die sich aus der nachstehenden Beschreibung ergeben werden.
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Auf der nur beispielsweisen Zeichnung stellen dar: Fig. i die Flachansicht
eines beim erfindungsgemäßen Kolbenring benutzten Federgliedes, Fig. 2 eine der
Fig. i entsprechende Teilansicht in größerem i@Iaßstabe, Fig. 3 einen Schnitt entsprechend
derLinie 111-11I in Fig. 2, Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Profilansicht,
Fig.5 schaubildlich einen erfindungsgemäßen Kolbenring mit einem den Fig. i bis
4 entsprechenden Federglied, Fig.6 und 7 schaubildliche Teilansichten eines erfindungsgemäßen
Kolbenringes mit Mitteln, die die Kolbenringteile untereinander verriegeln, Fig.
8 im senkrechten Schnitt und Fig. 9 schaubildlich eine abgewandelte Ausführung des
Doppelfedergliedes, Fig. io und i i im senkrechten Schnitt zwei Kolbenringanordnungen
in einer Kolbennut.
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Der erfindungsgemäße Kolbenring besteht aus Ringteilen, von denen
einer oder mehrere derart federn, daß sich dieser mehrteilige Kolbenring in der
Bewegungs- bzw. Achsrichtung des Kolbens ausdehnen kann, um das Anliegen der beiden
äußersten Ringteile jedes Kolbenringes an den Flanken der Kolbennut zu gewährleisten.
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Das in den Fig. i bis 4 dargestellte Federglied besteht aus zwei gewellten,
aneinander-, d. h. ineinanderliegenden Ringteilen i und 2, deren Wellenzüge derart
entgegengesetzt verlaufen, daß die Wellenberge des Teiles i den Wellenbäuchen des
Teiles 2 gegenüberliegen. An den Wellenbergen des inneren Teiles i in bezug auf
den Außenumfang des letzteren hervorstehende Zungen 3 überlagern die Wellenbäuche
des äußeren Teiles 2, und an den Wellenbergen des äußeren Teiles 2 in bezug auf
den Innenumfang des letzteren hervorstehende Zungen 4 überlagern die Wellenbäuche
des inneren Teiles i. Diese auswärts gerichteten Zungen 3 und einwärts gerichteten
Zungen 4 sind auf diese Weise in radialer Richtung aufeinander ausgerichtet, wie
namentlich aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, so daß sie sich gegenseitig den Kräften
widersetzen, die die entgegengesetzt verlaufenden Wellen der beiden Teile i und
2 platt zu drücken bestrebt sind.
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Das in den Fig. i bis 4 dargestellte Kolbenringglied mit diesen beiden
gewellten Teilen, die nebeneinanderliegen und sich an jeder ihrer Wellen aneinander
abstützen, bildet ein Doppelfederglied mit über dessen ganzen Umfang verteilter
Federkraft, die sich in den beiden gewellten Teilen in entgegengesetzten Richtungen
auswirkt, so daß das Plattdrücken des einen dieser beiden Teile durch das bereits
erwähnte Zusammenwirken ihrer Zungen verhindert wird.
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Ein erfindungsgemäßer Kolbenring besteht beispielsweise gemäß Fig.5
aus drei flachen Ringteilen 5, 6, 7, einem gewellten Doppelfederglied 8 von der
in den Fig. i bis 4 dargestellten oder ähnlichen Art und drei weiteren flachen Ringteilen
9, io und i i.
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Zwecks Verhütung einer Gegeneinanderverdrehung dieser Kolbenringteile
sind diese in der Einbaustellung verriegelt. Zu diesem Zweck greift, wie Fig.6 veranschaulicht,
eine in einem dieser Kolbenringteile, beispielsweise im inneren Teil i der Doppelfeder
8 ausgestanzte Zunge 12 in eine Raste 13 des darunterliegenden flachen Ringteiles
7. Gemäß Fig. 6 ist die Zunge 12 derart ausgestanzt, daß sie sich längs einer in
der Umfangsrichtung des Teiles i verlaufenden Linie 12' umbiegen läßt. Eine in Fig.
7 dargestellte Abwandlung der Verriegelung weist eine entsprechend einer radialen
Linie 14 des Teiles i der Doppelfeder 1, 2 umgebogene Zunge 14 auf, die ebenfalls
in die Raste 13 des unter dem Doppelfederglied liegenden flachen Ringteiles 7 eingreift.
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Selbstverständlich können auch die flachen Ringteile 5, 6, 7 und 9,
io, i i miteinander in der aus Fig. 6 und 7 ersichtlichen Weise verriegelt werden.
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Das Doppelfederglied braucht nicht unbedingt einen Riegel aufzuweisen,
wenn die Ringteile 5, 6, 7, 9, 10, 11 untereinander verriegelt sind, wobei die Riegel
von 7 und 9 im Querschnitt des Doppelfedergliedes 8 oder in einer oder zwei zu diesem
Zweck vorgesehenen Rasten zu liegen kommen.
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Der erfindungsgemäße Verbundkolbenring könnte auch anders als auf
die in Fig. 5 dargestellte Weise ausgeführt sein. Dieser Kolbenring könnte beispielsweise
mehrere Doppelfederglieder zwischen jeder beliebigen Anzahl von flachen Ringteilen
aufweisen.
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Zweckmäßig haben die Doppelfederglieder einen etwas kleineren Außenumfang
als die flachen Ringteile, so daß sie von der Zylinderwand leicht abstehen und auf
diese Weise die Berührungsfläche des Kolbenringes mit der Zylinderwand herabsetzen,
ohne die Nachgiebigkeit des Kolbenringes zu beeinträchtigen.
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In der abgewandelten Ausführungsart des Doppelfedergliedes gemäß Fig.8
und 9 ist ein durchgehender gewellter Federteil 15 in der Gesamtbreite des Doppelfedergliedes
vorgesehen, und auf jede Welle dieses einteiligen Federteiles 15 sind kurze, in
ihrer Form je einer Einzelwelle entsprechende Federstücke 16, 17, 18, i9, 2o aufgesetzt
und beispielsweise durch Niete 21, 22, 23, 24 am Teil 15 befestigt.
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Im Beispiel gemäß Fig. 5 ist angenommen, daß sich der mehrteilige
Kolbenring aus flachen Stahlringteilen 5, 6, 7, 9, 10, 11 und einem gewellten Doppelfederglied
8 zusammensetzt. Der mehrteilige Kolbenring gemäß der Erfindung kann auch gußeiserne
Ringteile aufweisen.
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Die Fig. io zeigt beispielsweise einen in einer Nut 21 eines Kolbens
22 sitzenden Absteifring, der
zwischen zwei gußeiserncii Ringteilen
23 und 24 ein erfindungsgemäßes gewelltes Doppelfederglied 25 aufweist. 26 bezeichnet
einen CSlabzugskanal.
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Desgleichen zeigt Fig. i i einen Flammschutz-oder Dichtungsring mit
einem Bußeisernen Ringteil 27 und einem gewellten Doppelfederglied 28 in der Nut
29 des Kolbens 30.
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Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche andere Abwandlungen der vorbeschriebenen
Ausführungsbeispiele möglich. Mit Hilfe der gewellten Doppelfederglieder lassen
sich namentlich aller Art mehrteilige Kolbenringe erzielen, die einen oder mehrere
flache oder kegelstumpfförmige Ringteile aus Stahl, Gußeisen, Bronze oder sonstigem
Werkstoff aufweisen.
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Das gewellte Doppelfederglied ist von sehr geringer Stärke, so daß
die Dichtungsringteile die größtmögliche Stärke erhalten können.