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Ein- oder mehrteiliger Kolbenring Die Erfindung bezieht sich auf ein-
oder mehrteilige Kolbenringe, bei welchen die benachbarten Enden der durch Federn
nach außen gedrückten Ringteile sich mit Hilfe von Einsatzstücken sowohl in axialer
als auch in radialer Richtung überlappen, und bezweckt Vervollkommnung dieser Kolbenringe
in baulicher, funlktioneller und technologischer Hinsicht.
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Es sind mehrteilige Kolbenringe bekannt, deren Ringteile an dem einen
Ende gabelförmig, an dem anderen T-förmig gestaltet sind, wobei die im Querschnitt
T-förmige Zunge des einen Endes eines Ringteiles die Gabel am Ende des anderen Ringteiles
untergreift. Diese Ringteile sind aus Einzelteilen zusammengesetzt, und ihre Enden
sollen sich aneinander abwälzen. Ferner gibt es Kolbenringe, deren Ringteile nicht
unmittelbar, sondern durch Einsatzstücke miteinander in Verbindung stehen. In beiden
Fällen sind die konstruktiven Durchbildungen verwickelt, und die Herstellung ist
dementsprechend schwierig und kostspielig.
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Für die Funktion eines Kolbenringes ist es der großen Wärmedehnung
bei den dauernd herrschenden hohen Temperaturen in den Zylindern von Brennkraftmaschinen
wegen ungünstig, wenn seine Querschnittform und -abmessung im Verlaufe des Ringumfanges
wechselt. Es treten diesfalls ungleiche Dehnungen und dadurch Verzerrungen auf,
welche die Gleitfähigkeit des Ringes bzw. Kolbens auf der Zylinderfläche stören
und vermehrte Abnutzung
bedingen Diese Nachteile «-eisen aber die
er«-ähnteil bekannten Kolbenringe auf. Bei den Kolbenringen tnit Einsatzstücken
ist der Ring dieser Einsatzstücke wegen auf beträchtlichen Abstand unter-1trochen,
und (las l@:itisatzstück hat ein vom Ringquerschnitt abweichendes verwickeltes Profil.
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Beim Erfindungsgegenstand sind alle diese Nachteile dadurch vermieden,
daß die Forrn sowohl der Ringteile als auch der Einsatzstücke an den Eingritfsstellen
außerordentlich vereinfacht ist, daß ferner nicht die Ringteile, sondern die Einsatzstücke
den T- oder U-förmigen Querschnitt haben, während die Ringteilenden bloß
mit zwei oder einer Zunge versehen sind, die sich mit dein T- oder U-förmigen Querschnitt
des Einsatzstückes zum vollen Ringquerschnitt ergänzen, der somit über den ganzen
Umfang derselbe bleibt.
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]in Rahmen der Erfindung sind weiter die Andrückfedern für die Kolbenringteile
nach Art der Waggonfedern aus zwei odei mehreren übereinattderliegenden Lamellenfedern
mit nach innen abnchme nderlänge zusammengesetzt, (;der jeder Ringte il 'hat eine
oder zwei sich über seine ganze Länge erstrc#ekendeAndrückfedern, die nur an ihren
Enden finit deii Enden des betreffenden Ringteiles verhund;it sind.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen beispielsweisen
Ausführungsformen schematisch veranschaulicht. Es zeigt Fig. i eine Gesamtansicht
eines erfindungsgem:ißen Kolbenringes, teilweise abgebrochen, Fig.2 den darin nur
angedeuteten erfindungsgem:ißen Kolbenring mit waggonfederartigen Laniellenfedern,
Fig.3 die Ausführungsform mit sich über die galize Ringteillänge erstreckenden,
nur an den linden gefaßten Andrückfedern, Fig..I bis io die Verbindung der Ringteilenden
niit den Einsatzstücken, in etwas größerem Maßstabe; (ial)ei sind Fig. :I und 5
Außenansicht und Seitenansicht der \tisführungsform iniit dem T-Einsatzstück, Fig.
6 Schnitt VI-VI aus Fig.4, l" ig. 7 Schaubild des T-Einsatzstückes, Fig. l# und
9 Außenansicht und Seitenansicht der Ausführungsform mit dem U-Einsatzstück, Fig.
io Schaubild dieses Einsatzstückes in Verbindung mit (lern einen Ringteilende.
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In Fig. i ist z. B. ein vierteiliger Ring gemäß der I?rtindting dargestellt.
Die Ringteile 1 bis ,I sind durch T?itisatzstücke 5 ergänzt und verbunden. Andrückfedern
6 pressen die Ringteile und Einsatzstücke gegen die Zylinderwand.
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1)i" Ausbildung der Einsatzstücke ist aus den hig. 4 bis
10 zu entnehmen. Schaubild 7 zeigt, daß ein T-Einsatzstück 5 aus einem dem
Kolbenringhallnnesser entsprechend gebogenen Profilwalzstück besteht, dessen T-Sc-hiene
io der Breite des Kolbenringes i Iris d und dessen T-Steg 9 plus Dicke der T-Schiene
io der Radialabmessung des Kolbenringprofiles entspricht (Fig. 6). Die T-Schiene
liegt in einer Vertiefung an der Innenseite des Kolbenringe:. Diese besteht aus
zwei symmetrischen Unterschneidungen (lci- beiden "Lungen S, S, die zwischen sich
den T--Steg 9 des Einsatzstückes symmetrisch aufnehmen (Fig. d und 5). Wie Fig.
6 zeigt, ist der aus dem T-Quersclinitt und den Zungen bestellende OOuerscitnitt
itn Wesen derselbe wie bei dem übrigen Ring. Die T-Schielie io verhütet den Gasdurchtritt
durch die Stoßfuge der aneinanderstoßenden Ritigteilendeit in radialer, (lei- T-Steg
9 den Gasdurchtritt in axialer Richtung. 7, 7 sind die Einschnitte zwischen den
Zungen S, S. 1.2 und 13 sind die aneinandersto13@nden Ringteilenden. Um auch den
Gasdurchtritt durch die II,adialfugen an den Fttdeti des I_insatzstückeztt verhüten,
können an beiden Enden der T-Schiene in Verlängerungslappen io' vorgesehen sein,
denen dann auch eine Verlängerung der Unterschneidungen der Zungen S entsprechen
inuß. Die Uriterschneidungen reichen diesfalls unter den vollen Dingteil.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. ä bis io mit dem U-förmigen
Einsatzstück i; liegen dessen U-Schenkel 17, 17 in seitlichen Ausnehmungen der Ringenden
12, 13 bziV. in den die Zungen 14 bildenden _-'\hsetzungen, der Verbindungssteg
oder das Joch des U-Profils wie bei der anderen Ausführungsforti in Unterschneidungen
der Zungen, die bei analoger Anfügung von Verlä ngerutigslappen i6, i6 entsprechend
verlängert sind.
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In beiden Fällen, bei beiden Ausfiihrungsfortnen, liegen die Innenflächen
der Einsatzstücke 1>iindig niit der inneren Umfangsflache des Kolbenringes.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den großen Vorteil, (laß die .\bclichtungswirkung
der Kolbenringe eine viel vollkommenere und die Ersparnis an Treibstoff und -,cliiiiieröl
eine überrasdiende ist. Zudem ist die T l(°rstellung dieser einfachen Paß- und @lerl)iii(Itingsteilc
leicht, rasch und billig. Die Einsatzstucke können aus Walzprofilen mit T- oder
U-Quersclinitt dtircli bloßes Abschneiden entsprechend langer Stücke, gegebenenfalls
nach l:infräsung zur Bildung der Lappen 10. 10' (Fig. 7) bzw. 16, 16' (Fig.
io) und nachheriges Biegen, die Inngen und Unterschneidungen an den kingteilenden
z. B. durch Fräseil gefertigt werden. Nicht unerwähnt bleibe, (iaß die absolute
Sicherung der 7ylinderfläche am äußeren Umfang des Kolbenringes durch die bei aller
Einfachheit exakte gegenseitige Eingriffslage der ertin(Itingsgeniäßen Teile die
Verhütung jeder unit@@tige,n @bnufzun g der inneren Zylinderfläche gewährleistet.
Daran hat die erfindungsgemäße Ausbildung der Andriickfedern für die Kolbenringteile
entsprechen(len Anteil.
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Die Fixierung der Einsatzstücke in der Arbeitslage erfolgt z. 13.
durch die sich gegen sie stützenden Enden der Andriicl<federn (Fig. 1), kann
aber auch auf andere Art bewerkstelligt werden. Der Einfachheit halber siu d in
(len V i"-. 2 und 3 weder die Einsatzstücke noch deren I,ixierttiig berücksichtigt.
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Bei der Ausführungsform nach hig. 2 bestehen die Andruckfedern hei
waggonfederliartiger Ansbildung je aus mehreren iibcreinanderliegenden Lamellenfedern
2;, 26, 27 mit mach innen abnehmender I_:inge. ])lese dünnen Laincllenfedern ertragen
die
ludhen Temperaturen und die hohe Zahl der Biegungsbeansprucliungen wegen ihrer hohen
Elastizität weitaus leichter und sind daher viel widerstandsfähiger als Federn größeren
Querschnittes.
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Die erfindungsgemäß (Fig. 3) sich über die ganze Länge jedes Ringteiles
erstreckenden, bloß an ihreh Enden ani .Ringstück 20 befestigten oder sich dort
bei ?i abstützenden Wellenfedern i9, gegebenenfalls kombiniert, evtl. auch verbunden
mit einer analog angeordneten und gefaßten Bogenfeder 18, kann sich dem am Umfang
des Ringstückes im Betriebe wechselnden Anpreßdruck selbsttätig anpassen und eine
möglichst gleichmäßige Verteilung des erforderlichenAnpreßdruckes längs desRingumfanges
bewirken, wodurch auch die Dauerhaftigkeit der T'eder günstig beeinflußt wird.