DE835815C

DE835815C - Kolbenring fuer Zweitakt-Motoren

Info

Publication number: DE835815C
Application number: DEP47860A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Elwert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-07-05
Filing date: 1949-07-05
Publication date: 1952-04-03

Description

Kolbenring für Zweitakt-Motoren Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung der Dichtungsringe der Arbeitskolben von Zweitakt-Motoren, insbesondere von Zweitakt-Dieselrnotoren, und hiervon solchen mit hoher Drehzahl und Leistung, beispielsweise von Fahrzeugddeselmotoren. Bei Zweitakt-Diesel,motoren werden die Dichtungsringe der Arbeitskolben durch den bei jederUmdreh,ung auftretenden hohenVerdichtungsdrucik und den anschließenden Verbrennungsdruck stets gegen ihre untere Auflagefläche angepreßt. Diese Ringe machen :keinen axialen Druck bzw. Anlagewechsel nach oben mit, wie dde Dichtungsringe von Viertakt-Motoren unter dem Einfluß von Massei, und Reibungskräften während des Ausschwb- und Saughubes. Infolgedessen wird bei Zweitakt-Motoren das axiale und radiale Spiel zwischen Kolbenring und Ringnut in verhältnismäßig kurzer Betriebszeit von Ölkohle ausgefüllt, die sich aus Kraftstoffruß und vetkoktern 01, insbesondere bei hohen Kolbentemperaturen, bildet.
Es sind schon flache Beilageririge über den Dichtungsringen von Zweitakt-Kolben vorgeschlagen worden, die ohne Eigenspannung nach innen oder außen und ohne Dichtwirkung nur den Massenkräften unterworfen sind und mit allseitigem Spiel eingebaut werden, so daß sie eine Pendelbewegung nach unten und oben und damit einen Anlagewechsel ausführen und dadurch das axiale Nutenspiel über dem Dichtungsring freihalten. Dabei werden jedoch die D@icht,ungsringe im Nutengrund fest, da die sich hier bildende Ölkohle durch denBeilagering nicht fortgeschafft wird. Es sind daher schon Beil:ageringe zwischen der inneren Fläche des Dichtungsringes und dem Grund der Ringnut vorgeschlagen worden, die eine axiale Bewegung ausführen sollen. Dabei werden jedoch diese Ringe entweder sehr @dünnwandig mit geringer Massenwirkung oder die Nuten des Kolbens müssen bei größeren Wanddicken solcher Beilageringe im Nutengrund unerwünscht tief in den Kolbenkörper eingestochen werden. Dadurch wird jedoch die Festigkeit, Steifigkeit der Stege zwischen den Ringnuten geschwächt und der Wärmefluß zu den Kolbenringen gedrosselt. Man hat schon vorgeschlagen, den flachen Beilagering über dem Dichtungsring mit dem Ring im Nutengrund zu einem Winkelring zusammenzufassen, der den Dichtungsring oben und innen umgibt. Diese Beilageringe haben jedoch insgesamt viel Oberfläche, die von Ölkohle durch die Schlagwirkung des Ringes frei gehalten werden muß, und bedingen ebenfalls eine tief eingestochene Ringnut mit den Nachteilen der verringerten Festigkeit, Steifigkeit und Wärmeleitung.
Gemäß der Erfindung wird der Dichtungsring auf der Oberseite mit einer Hohlkegelfläche versehen und darüber einen Beilagering ,angeordnet, der unten Kegelform hat, die der Hohlkegelfläche des Dichtungsringes angepaßt ist. Dies ergibt den wesentlichen Vorteil, daß die Ringnut nicht tiefer als bei normalen ,Dichtungsringen eingestochen werden muß, daß der Dichtungsring und der lkilagering verhältnismäßig große und geschlossene Querschnitte erhalten, daß sich der Beilagering durch die Gegenflächen an dem Dichtungsring bei seiner Pendelbewegung selbst zentriert, daß der Beila@gering wenig Neigung zum Verziehen hat, und daß die Gesamtoberfläche, die durch die Schlagwirkung des Kolbenringes von Ölkohle frei gehalten werden muß, kleiner ist als bei einem winkelförmigen Beilagering, erstens, weil die radialen Abmessungen kleiner sind durch die nicht tiefer gestochene Ringnut, und zweitens, weil die Berührungsfläche zwischen Dichtungsring und Beilagering kürzer ist, da sie geradlinig und nicht winkelförmig ausgebildet ist. Der Dichtungsring weist dem Nutengrund gegenüber nur eine verhältnismäßig geringe Höhe und damit Fläche auf, so dsß er dadurch nicht durch Ölkohle fest werden kann. Der Dichtungsring und der Beilagering sind nicht gegen Drehen gesichert, sondern können sich im .Betriebe frei drehen. Dadurch ist eine weitere Bewegung zur Entfernung von Ölkohle vorhanden. Der Beilagering wird zweckmäßig aus Stahl hergestellt. Er kann geschlitzt sein und durch Aufspreizen übergestreift werden @beim Einbau oder noch zweckmäßiger aus zwei Hälften bestehen, die durch Zersägen eines ganzen Ringes hergestellt und dann leicht eingebaut werden können.
Die Kegelfläche des Dichtungsringes hat den weiteren Vorteil, daß dieser auch bei starken Abkühlungen und Zusammenziehungen von Leichtnietallkolben nach Abstellen des Motors nicht fest werden kann, da sich dadurch sein axiales Spiel sogar vergrößert.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Abbildungen .gezeigt und ,beschrieben. Es zeigt Abb. i den Oberteil eines Zweitakt-Dieselkolbens links im Schnitt und rechts in Ansicht, Abb. 2 in vergrößertem 'Maßstab einen Querschnitt durch eine Ringnut mit Dichtungsring, Be.ilagering und Zylinderlauffläche.
In den Abb. i und 2 ist i der Kolbenkörper, 2 ein Dichtungsring, 3 ein Beilagering, 4 die Hohlkegelfläche auf der Oberseite des Dichtungsringes und die Kegelfläche auf der Unterseite des Be.ilageringes. 5 ist das axiale Spiel zwischen Kolbenring und Beila@geringnut und (> das radiale Spiel zwischen Beilagering und Nutengrund. 7 ist das radiale Spiel zwischen Beilagering und Zylinderwand B. 9 ist eine niedrige Innenfläche des Dichtungsringes dem Nutengrund gegenüber, die zu klein ist, als daß Ölkohle den Dichtungsring festlegen könnte. In dem gezeichneten Kolben sind die @beiden obersten Ringnuten für den Einbau von Dichtungsringen mit Beilageringen und die übrigen Ringnuten für den Einbau normaler Dichtungsringe ausgebildet.
Solche Dichtungsringe mit Beilageringen eignen sich insbesondere für Zweitakt-NIotoren mit Spül-und Auslaßkanälen der Arbeitszylinder, die vom Arbeitskolben gesteuert werden, da dabei die Kolbenringe ,und der Kolbenkörper, insbesondere an den Auslaß'kanälen, erhöhte Temperaturen erhält und damit die erhöhte Neigung zur Bildung von Ölkohle. Desgleichen sind solche Dichtungsringe mit Beilageringen wichtig für Zweitakt-Dieselmotoren mit Luftkühlung und mit vom Kolben gesteuerten Spül- und Auslaßkanälen, da hierbei noch erhöhte Temperaturen auftreten. Auch .bei Zweitakt-Otto-Motoren mit höhen Leistungen und Drehzahlen werden solche Dichtungsringe und Beilageringe mit Vorteil verwendet.
Durch die Kegelform braucht die axiale Höhe der Ringnut nicht höher als bei flachen Beilageringen gemacht zu werden, da stets die große Höhe der Dichtungshöhe mit der kleinen Höhe des Be.ilageringes zusammenfällt, und umgekehrt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Dichtungsring für den Arbeitskolben von Zweitakt-Motoren, insbesondere von Zweitakt-Dieselmotoren mit Beilagering, dadurch gekennzeichnet, daß,der Dichtungsring mit Außenspannung auf seiner Oberseite die Form eines Hohlkegels 'hat, daß die Innenfläche des Dichtungsringes dem Nutengrund gegenüber nur eine geringe Höhe hat und daß auf dem Dichtungsring ein unten kegelförmiger Beilagering ohne Spannung angeordnet ist, der auf der Kegelfläche des Dichtungsringes aufliegt und der gegenüber der Zylinderlauffläche und dem Nutengrund radiales Spiel und gegenüber der Oberfläche der Ringnut axiales Spiel hat.
2. Dichtungsring nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d:aß der Beilagering zweiteilig ausgebildet ist.
3. Dichtungsring nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beilagering aus Stahl besteht. .
Dichtungsring nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring und der Beilagering reicht gegen Drehen gesichert sind.
5. Dichtungsring nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring mit Beilagering bei Zweitakt-Dieselmotoren mit vom Kolben gesteuerten Spül-und AuslaBkanälen verwendet wird.
6. Dichtungsring nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB der Beilagering bei luftgekühlten Zweitakt-Dieselmotoren mit vom Kolben gesteuerten Spül- und AuslaB-k.anälen verwendet wird.