EP3583308A1 - Zylinder einer brennkraftmaschine - Google Patents

Zylinder einer brennkraftmaschine

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EP3583308A1
EP3583308A1 EP18710997.0A EP18710997A EP3583308A1 EP 3583308 A1 EP3583308 A1 EP 3583308A1 EP 18710997 A EP18710997 A EP 18710997A EP 3583308 A1 EP3583308 A1 EP 3583308A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
groove
piston ring
cylinder
recess
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18710997.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Talat Shaer
Marcel Morgenstern
Markus Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Everllence SE
Original Assignee
MAN Energy Solutions SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Energy Solutions SE filed Critical MAN Energy Solutions SE
Publication of EP3583308A1 publication Critical patent/EP3583308A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F5/00—Piston rings, e.g. associated with piston crown
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    • F16J9/203—Oil-scraping rings
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    • F16J9/12—Details
    • F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
    • F16J9/206—One-piece oil-scraping rings
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    • F16J9/12—Details
    • F16J9/22—Rings for preventing wear of grooves or like seatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/06—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging
    • F16J9/061—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging using metallic coiled or blade springs
    • F16J9/063—Strip or wire along the entire circumference

Definitions

  • the invention relates to a cylinder of a Brennkraftmasehine according to the preamble of Anspaichs first
  • Internal combustion engines typically have several cylinders. Each cylinder of an internal combustion engine has a cylinder caliber which is guided in a cylinder bore of the cylinder. During a work cycle, the Zy-Andres piston in the cylinder liner of the respective cylinder is movable up and down.
  • the cylinder piston abuts with a radially outer surface of the cylinder piston against a radially inner surface of the Zyiinderiaufbuchse. Between these surfaces a running gap is defined.
  • the Zyiinderkolben has on its radially outer surface a plurality of annular grooves which are bounded by ring lands and separated from each other, said annular grooves receiving piston rings which protrude into the formed between the radially outer surface of the cylinder piston and the radially inner surface of the Zyiin- derutzbuchse Laufspalf.
  • Each of the annular grooves takes on either a compression ring designed as a piston ring or as a piston ring, which rests with a radially outer piston ring portion on the radially inner surface of the cylinder liner.
  • a piston ring formed as Verdagtungsring serves the gas-tight seal of the running gap between the cylinder piston and the Zyiinderiaufbuchse.
  • a piston ring formed as an oil scraper ring serves to scrape off oil from the radially inner race of the cylinder liner to prevent excess oil from entering the combustion chamber of the respective cylinder via the raceway.
  • This lifting of the compression rings from the lower groove flanks of the annular grooves is determined by the forces acting on the respective piston ring during operation. From practice it is known to adjust a force acting on the respective piston ring force equilibrium; which is responsible for the lifting of the piston ring from the lower groove flank of the respective annular groove. to open the respective piston ring at a devisssosite by forming a gap, wherein the size of this gap determines the force acting on the piston ring force equilibrium. There is a need to axially relieve at least the compression rings of a cylinder of an internal combustion engine in order to reduce a force which is required for lifting the respective compression ring from the lower groove groove of the respective annular groove.
  • the present invention has the object to provide a novel cylinder of an internal combustion engine.
  • This object is achieved by a cylinder according to claim 1.
  • a cylinder according to claim 1 in the lower groove flank of at least one or each formed as a compressor ring piston ring receiving annular groove and / or in the lower ring flank of at least one or each formed as a compressor ring piston ring recess, Such depressions in the region of the lower groove flank of an annular groove and / or the lower ring edge of a piston ring, the respective piston ring can be relieved axially.
  • the respective recess runs in the circumferential direction, this development is particularly preferred for the axial relief of the respective piston ring.
  • the respective recess has a radial width which is 0.05 times and is the radial depth of the respective annular groove 0.05 and / or an axial depth which is greater than zero and is smaller than an axial thickness of the respective piston ring.
  • a distance between a radial center of the depression and the ring back of the individual piston ring is preferably greater than zero and less than a radial thickness of the respective piston ring minus 0.5 mm.
  • a distance between a radially outer end of the recess and a radially outer end of the respective annular groove is preferably greater than zero. This dimensioning of the respective depression is particularly preferred and ensures an advantageous pressure equalization between the upper annular flank and the lower annular flank of the respective piston ring so as to facilitate the lifting of the piston ring from the lower groove flank.
  • the respective piston ring has at least one channel, which has the respective depression with a chamber between the upper groove flank of the respective annular groove and the upper flank of the respective piston ring or with a chamber between the groove bottom of the respective annular groove and the Ring back of each piston ring coupled.
  • FIG. 1 a a detail of FIG. 1:
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through a second Zyiinder invention
  • Fig. 2a a detail of Fig. 2;
  • FIG. 3 shows a schematic cross section through a third cylinder according to the invention
  • FIG. 4 shows a schematic cross section through a fourth cylinder according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic cross section through a fifth cylinder according to the invention
  • FIG. 8 shows a schematic cross section through a further cylinder according to the invention.
  • the invention relates to a cylinder of an internal combustion engine.
  • 1 shows a schematic cross section through a cylinder 10 of an internal combustion engine, FIG. 1 showing a cylinder liner 11 from the cylinder 10 and a cylinder barrel 12 guided in the cylinder liner 11.
  • the cylinder drums 12 are movable up and down during operation of the respective cylinder 10 in the cylinder bushing 11 during operation of the internal combustion engine or cylinder 10.
  • a so-called Kolbenheden 13 of the cylinder piston 12 defines a combustion chamber 14 of the respective cylinder 10 in sections.
  • the cylinder piston 12 has a radially outer surface 15 which defines a running gap 17 with a radially inner running surface 18 of the Zyfinder liner 1 1!
  • This Laufspait 17 for the cylinder 12 must be sealed gas-tight on the one hand, on the other hand must be avoided that passes through this Laufspait 17 Qi In the combustion chamber 14 of the cylinder.
  • annular grooves 18 are introduced, which are spaced apart from each other by annular webs 19 and from each other.
  • Each annular groove 18 accommodates a piston ring 20, that is to say a piston ring 20 designed as a compression ring 21 or a piston ring 20 formed as oil ring 22.
  • compressor rings 21 and a lower annular groove 18 are respectively provided in two upper annular grooves IS ⁇ iabsireifring 22 added.
  • Each annular groove 18 is bounded by an upper groove flank 23, a lower groove flank 24 and radially ' inside 0urch a groove bottom 25.
  • piston ring 20 Each received in an annular groove 18 piston ring 20 is äurch an upper annular edge 26, a lower annular edge 27, a ring back 28 and the ring back 28 opposite section 29 limited !.
  • the upper annular edge 26 of the piston ring 20 is the upper groove edge 23 of the respective annular groove 18 opposite.
  • the lower ring flank 2? of the respective piston ring 20 is the lower groove edge 24 of the respective annular groove 18 opposite.
  • the ring back 28 of the respective piston ring 20 is the respective groove bottom 25 of the respective annular groove 18 opposite. With the ring back 28 opposite portion 29 of the piston ring 20, which projects into the running gap 20, the respective piston ring 20 comes to the running surface 18 of the Zylindedaufbuchse 11 to the plant.
  • each annular groove 18 has a radial depth X1 and an axial width Y1. Further, FIG. 1a shows the radial direction R and the axial axis ⁇ of the piston 12 to which these dimensions refer.
  • Each piston ring 20 has an axial height Y2 and a radial thickness X2.
  • For the purposes of the present invention is in the lower groove edge 24 at least the or each designed as a compressor ring 21 piston ring 20 receiving annular groove 18 and / or in the lower ring edge 2? at least the or each formed as a compressor ring 21 piston ring 20 has a recess 30 and 31, respectively.
  • the recesses 30, 31 are circumferentially performed circumferentially.
  • the recesses 30, 31 it is also possible for the recesses 30, 31 to be interrupted at defined circumferential positions.
  • the respective recess 30, 31 has a radial width X3 and an axial depth Y3.
  • the axial width X3 of the respective indentation 30, 31 is between 0.05 times and 0.09 times the radial depth XI of the respective annular groove 18.
  • the radial width X3 of the respective recess 30, 31 is between 0, 1-fold and 0.5-fold, more preferably between 0.25-fell and the ö ; 35 ⁇ fold, the radial depth X1 of the respective annular groove 18th
  • the axial depth Y3 of the respective recess 30, 31 is greater than zero and smaller than the axial thickness Y2 of the respective piston ring 20.
  • this axial depth Y3 of the respective recess 30, 31 between 0.1 mm and 1, 0 mm, especially preferably between 0.3 mm and QJ mm.
  • the axial depth Y3 of the respective recess 30, 31 is at least 0.01 mm, preferably at least 0.05 mm.
  • the respective recess 30, 31 is further characterized by a distance X4 whose radial center to the ring back 28 of the respective piston ring 20 and by the distance X5 between the radially outer end of the respective recess 30, 31 and the radially outer end of the respective annular groove 13.
  • the distance X4 between the radial center of the respective recess 30, 31 and the ring back 28 of the respective piston ring 20 is greater than zero and smaller than the radial thickness X2 of the respective piston ring minus 0.5 mm.
  • this distance X4 between the radial center of the respective recess 30, 31 and the ring back of the respective piston ring 20 is between 0.3 times and GJ times, more preferably between 0.45 times and 0.55 times times the radial thickness X2 of the respective piston ring.
  • the distance X5 between the radially outer end of the respective recess 30, 31 and the radially outer end of the respective annular groove 18 is greater than zero, preferably greater than 0.05 mm, more preferably greater than 0.1 mm.
  • a defined pressure equalization between an upper annular flank 26 and a lower annular flank 27 of the respective piston ring 20 can be ensured, a force which during a cycle for lifting the respective piston ring 20 from the respective lower groove flank 24 of the respective piston ring 20 receiving annular groove 18 is required, can be so reliably and easily reduced.
  • the piston rings 20 are slotted at a circumferential position, as is common in the art,
  • a channel 32 is introduced in the piston ring 20, namely in the respective compressor ring 21, a channel 32 is introduced. via which the respective recess 30 is coupled to a chamber which is formed between the upper Ringfianke 26 of the respective piston ring 20 and the upper groove flank 23 of the respective piston ring 20 receiving annular groove 18.
  • Such a channel 32 is introduced into the piston ring 20 at at least one circumferential position, preferably at a plurality of circumferential positions.
  • Fig. 6 shows an embodiment of the invention, in which in the piston rings 20. Namely in the Verdiehterringe 21, also channels 33 are introduced, wherein the channels 33 of FIG.
  • FIGS. 5, 8 couple the respective recess 30 with a chamber, the zwi ⁇ see the Ring back 28 of the respective piston ring 20 and the groove bottom 25 of the respective piston ring 20 receiving annular groove 18 is formed. 5 and 8, the pressure equalization between the upper ring edge and the lower Ringfianke the respective piston ring 20 can be easily and reliably provided.
  • the channels of Fig. 5, 8 can also be used in the embodiments of FIGS. 2 to 4, wherein in the embodiments of FIGS. 2 to 4 kooimuniziren such channels, in particular with the recesses 31 in compressor rings 21.

Landscapes

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Abstract

Zylinder (10) einer Brennkraftmaschine, mit einer Zylinderlaufbuchse (11) und mit einem in der Zylinderlaufbuchse (11) geführten Zylinderkolben (12), wobei der Zylinderkolben (12) mehrere durch Ringstege (19) begrenzte und durch die Ringstege (19) voneinander getrennte Ringnuten (18) aufweist, wobei Jede der Ringnuten (18) einen als Verdichterring (21) oder als Ölabtreifring (22) ausgebildeten Kolbenring (20) aufnimmt, wobei Jede Ringnut (20) durch eine obere Nutflanke (23), eine untere Nutflanke (24) und einen Nufboden (25) begrenzt ist, und wobei jeder Kolbenring (20) eine der unteren Nutflanke (24) der Jeweiligen Ringnut (18) zugwandte untere Ringflanke (27), eine der oberen Nutflanke (23) der Jeweiligen Ringnut (18) zugwandte obere Ringflanke (26), einen dem Nutboden (25) der jeweiligen Ringnut (18) zugwandten Ringrücken (28) und einen dem Ringrücken (28) gegenüberliegenden, an einer radial innen Lauffläche (18) der Zylinderlaufbuchse (11) anliegenden Abschnitt (29) aufweist und wobei in die untere Nutflanke (24) zumindest der oder jeder einen als Verdichterring (21) ausgebildeten Kolbenring (20) aufnehmenden Ringnut (18) und/oder in die untere Ringflanke (27) zumindest des oder jedes als Verdichterring (21) ausgebildeten Kolbenrings (20) eine Vertiefung (30) eingebracht ist.

Description

Zylinder einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft einen Zylinder einer Brennkraftmasehine nach dem Oberbegriff des Anspaichs 1.
Brennkraftmaschinen verfügen typischerweise über mehrere Zylinder, Jeder Zylinder einer Brennkraftmasehine verfügt über einen Zylinderkalben, der in einer Zy~ linderlaufbuch.se des Zylinders geführt ist. Während eines Arbeitstakts ist der Zy- Isnderkolben in der Zylinderlaufbuchse des jeweiligen Zylinders auf und ab bewegbar.
Der Zylinderkolben grenzt mit einer radial äußeren Fläche des Zylinderkolbens an eine radial innere Fläche der Zyiinderiaufbuchse an. Zwischen diesen Flächen ist ein Laufspalt definiert. Der Zyiinderkolben weist an seiner radial äußeren Fläche mehrere Ringnuten auf, die durch Ringstege begrenzt und voneinander getrennt sind, wobei diese Ringnuten Kolbenringe aufnehmen, die in den zwischen der radial äußeren Fläche des Zylinderkolbens und der radial inneren Fläche der Zyiin- derlaufbuchse ausgebildeten Laufspalf hineinragen. Jede der Ringnuten nimmt dabei entweder einen als Verdichtungsring oder einen als Ölabstreifring ausgebildeten Kolbenring auf, der mit einem radial äußeren Kolbenringabschnitt an der radial inneren Lauffläche der Zylinderlaufbuchse anliegt.
Ein als Verdiehtungsring ausgebildeter Kolbenring dient der gasdichten Abdichtung des Lauf spalts zwischen dem Zylinderkolben und der Zyiinderiaufbuchse. Ein als Ölabstreifring ausgebildeter Kolbenring dient dem Abstreifen von Öl von der radial inneren Lauffläche der Zylinderlaufbuchse, um zu verhindern, dass über den Laufspalt übermäßig viel Öl in die Brennkammer des jeweiligen Zylinders gelangt. Um einen ordnungsgemäßen Betrieb einer Brennkraftmaschine zu gewährleisten, müssen zumindest die Verdichtungsringe einmal je Arbeitszyklus, also bei einem 4-Takt-Motor einmal je 720° Umdrehung der Kurbeiweile des Motors, ihre Anlage an einer unteren Nutfianke der jeweiligen Ringnut verlassen, um eine ausreichende Umspulung mit Frischgas oder verbranntem Gas und dem enthaltenen Öl zu ermöglichen. Dieses Abheben der Verdichtungsringe von den unteren Nutflanken der Ringnuten wird durch die auf den jeweiligen Kolbenring im Betrieb einwirkenden Kräfte bestimmt. Aus der Praxis ist es bekannt, zur Einstellung eines auf den jeweiligen Kolbenring einwirkenden Kräftegleichgewichts; welches für das Abheben des Kolbenrings von der unteren Nutflanke der jeweiligen Ringnut verantwortlich ist. den jeweiligen Kolbenring an einer Umfangspositson durch Ausbilden eines Spalts zu öffnen, wobei die Größe dieses Spalts das am Kolbenring herrsehende Kräftegleichgewicht bestimmt. Es besteht Bedarf daran, zumindest die Verdich- tungsringe eines Zylinders einer Brennkraftmaschine axial zu entlasten, um eine Kraft, die zum Abheben des jeweiligen Verdichtungsrings von der unteren Nutfianke der Jeweiligen Ringnut erforderlich ist, zu reduzieren.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Zylinder einer Brennkraftmaschine zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch einen Zylinder nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß, ist in die untere Nutflanke zumindest der oder jeder einen als Verdichterring ausgebildeten Kolbenring aufnehmenden Ringnut und/oder in die untere Ringflanke zumindest des oder jedes als Verdichterring ausgebildeten Kolbenrings eine Vertiefung eingebracht, Durch derartige Vertiefungen im Bereich der unteren Nutflanke einer Ringnut und/oder der unteren Ringflanke eines Kolbenrings kann der jeweilige Kolbenring axial entlastet werden. Zwischen der oberen Ringflanke und der unteren Ringflanke des jeweiligen Kolbenrings kann so ein Druckausgleich bewirkt werden, wodurch die erforderliche Kraft zum Abheben des Kolbenrings von der unteren Nutflanke der jeweiligen Ringnut reduziert wird. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung läuft die jeweilige Vertiefung in Umfangsrichtung um, Diese Weiterbildung ist zur axialen Entlastung des Jeweiligen Kolbenrings besonders bevorzugt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die jeweilige Vertiefung eine radiale Breite auf, die mischen dem 0,05-fachen und dem ö,9-faehen der radialen Tiefe der jeweiligen Ringnut beträgt, und/oder eine axiale Tiefe auf, die größer Null und kleiner als eine axiale Dicke des jeweiligen Kolbenrings ist. Ein Abstand zwischen einer radialen Mitte der Vertiefung und dem Ringrücken des je- welligen Kolbenrings ist vorzugsweise größer Null und kiesner als eine radiale Dicke des jeweiligen Kolbenrings minus 0,5 mm. Ein Abstand zwischen einem radial äußeren Ende der Vertiefung und einem radial äußeren Ende der jeweiligen Ringnut Ist vorzugsweise größer Null. Diese Dimensionierung der jeweiligen Vertiefung ist besonders bevorzugt und gewährleisten einen vorteilhaften Druckaus- gleich zwischen der oberen Ringflanke und der unteren Ringflanke des jeweiligen Kolbenrings, um so das Abheben des Kolbenrings von der unteren Nutflanke zu erleichtern.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der jeweilige Kolben- ring mindestens einen Kanal auf, der die jeweilige Vertiefung mit einer Kammer zwischen der oberen Nutflanke der jeweiligen Ringnut und der oberen Ringflanke des jeweiligen Kolbenrings oder mit einer Kammer zwischen dem Nutboden der jeweiligen Ringnut und dem Ringrücken des jeweiligen Kolbenrings koppelt. Mit dieser Weilerbildung der Erfindung kann der Druckausgleich zwischen der oberen Ringflanke und der unteren Ringflanke weiter verbessert werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispieie der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 : einen schematisierten Querschnitt durch einen ersten erfindungsgemä- ßen Zylinder;
Fig. 1 a: ein Detail der Fig. 1 :
Fig. 2: einen schematisierten Querschnitt durch einen zweiten erfindungsgemäßen Zyiinder;
Fig. 2a: ein Detail der Fig. 2;
Fig. 3: einen schematisierten Querschnitt durch einen dritten erfindungsgemäßen Zylinder;
Fig. 4: einen schematisierten Querschnitt durch einen vierten erfindungsgemäßen Zylinder;
Fig. S: einen schematisierten Querschnitt durch einen fünften ertindungsgemä- ßen Zylinder; und
Fig. 8: einen schematisierten Querschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Zylinder.
Die Erfindung betrifft einen Zylinder einer Brennkraftmaschine. Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Zylinder 10 einer Brennkraftmaschine, wobei in Fig. 1 vom Zylinder 10 eine Zylinderlaufbuchse 1 1 sowie ein in der Zylin- derlauibuch.se 11 geführter Zylinderkoiben 12 gezeigt ist. Der Zylinderkoiben 12 ist im Betheb der Brennkraftmaschine bzw. des Zylinders 10 während eines Arbeitstakts des jeweiligen Zylinders 10 in der Zylinderfaufbuchse 11 auf und ab bewegbar. Ein sogenannter Kolbenheden 13 des Zylinderkolbens 12 begrenzt einen Brennraum 14 des jeweiligen Zylinders 10 abschnittsweise.
Der Zylinderkolben 12 verfügt über eine radial äußere Fläche 15, die mit einer radial inneren Lauffläche 18 der Zyfinderlaufbuchse 1 1 einen Laufspalt 17 begrenz! Dieser Laufspait 17 für den Zylinderkoiben 12 muss einerseits gasdicht abgedichtet werden, andererseits muss vermieden werden, dass über diesen Laufspait 17 Qi In den Brennraum 14 des Zylinders gelangt. In den Zylinderkolben 12 sind Ringnuten 18 eingebracht, die durch Ringstege 19 voneinander beabstandet bzw. voneinander getrennt sind. Jede Ringnut 18 nimmt einen Kolbenring 20 auf, und zwar enteeder einen ais Verdichierring 21 ausgehll- deten Kolbenring 20 oder einen ais öiabsireifring 22 ausgebildeten Kolbenring 20. In den gezeigten Ausföhrungsbeispielen sind in zwei oberen Ringnuten IS jeweils Verdichterringe 21 und einer unteren Ringnut 18 jeweils ein Öiabsireifring 22 aufgenommen.
Jede Ringnut 18 wird durch eine obere Nutflanke 23. eine untere Nutflanke 24 sowie radial' innen 0urch einen Nutboden 25 begrenzt.
Jeder in einer Ringnut 18 aufgenommene Kolbenring 20 wird äurch eine obere Ringflanke 26, eine untere Ringflanke 27, einen Ringrücken 28 sowie einen dem Ringrücken 28 gegenüberliegenden Abschnitt 29 begrenz!.
Die obere Ringflanke 26 des Kolbenrings 20 liegt der oberen Nutflanke 23 der Jeweiligen Ringnut 18 gegenüber. Die untere Ringflanke 2? des jeweiligen Kolbenrings 20 liegt der unteren Nutflanke 24 der jeweiligen Ringnut 18 gegenüber. Der Ringrücken 28 des jeweiligen Kolbenrings 20 liegt dem jeweiligen Nutboden 25 der jeweiligen Ringnut 18 gegenüber. Mit dem dem Ringrücken 28 gegenüberliegenden Abschnitt 29 des Kolbenrings 20, der in den Laufspalt 20 hineinragt, kommt der Jeweilige Kolbenring 20 an der Lauffläche 18 der Zylindedaufbuchse 11 zur Anlage.
Wie insbesondere in Fig. 1 a, 2a gezeigt, verfügt jede Ringnut 18 über eine radiale Tiefe X1 und eine axiale Breite Y1 , Ferner zeigt Fig. 1a die Radialrichtung R und die Äxialriehtung Ä des Kolbens 12. auf welche sich diese Abmessungen beziehen. Jeder Kolbenring 20 verfügt über eine axiale Höhe Y2 und eine radiale Dicke X2. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist in untere Nutflanke 24 zumindest der oder jeder einen als Verdichterring 21 ausgebildeten Kolbenring 20 aufnehmenden Ringnut 18 und/oder in die untere Ringflanke 2? zumindest des oder jedes als Verdichterring 21 ausgebildeten Kolbenrings 20 eine Vertiefung 30 bzw. 31 eingebracht. So ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , 1a sowie im Ausführungsoeispiei der Fig. 5 und 8 ausschließlich in die unteren Nuffianken 24 zumindest der die Verdichterringe 21 aufnehmenden Ringnuten 18 jeweils eine Vertiefung 30 eingebracht. Diese Vertiefung 30 ist zur Ringnut 18 hin offen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2, 2a ist ausschließlich in die untere Ringflanke 27 der als Verdichterringe 21 ausgebildeten Kolbenringe 20 eine Vertiefung 31 eingebracht, die ebenfalls zur jeweiligen Ringnut 18 hin offen ausgebildet ist. In den Ausfühmngsöeispielen der Fig. 3 und 4 sind sowohl in die unteren Nutflanken 24 der die Verdichterringe 21 aufnehmenden Ringnuten 18 Vertiefungen 30 als auch in die gegenüberliegenden unteren Ringflanken 27 der Verdichterringe 21 Vertiefungen 31 eingebracht, in Fig. 3 und 4 überlappen dabei diese Vertiefungen 30, 31 einander zumindest teilweise, in Fig. 3 vollständig und in Fig. 4 teilweise. Es ist auch möglich, dass ich die Vertiefungen 3ü\ 31 in Radialrichfung gesehen einander nicht überlappen.
Vorzugsweise sind die Vertiefungen 30, 31 in Umfangsrichtung umlaufend ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Vertiefungen 30, 31 an definierten Um- fangspositlonen unterbrochen sind.
Die jeweilige Vertiefung 30, 31 weist eine radiale Breite X3 und eine axiale Tiefe Y3 auf. Die axiale Breite X3 der jeweiligen Vertiefung 30, 31 beträgt zwischen dem 0,05-fachen und dem ö,9~fachen der radialen Tiefe XI der jeweiligen Ringnut 18. Bevorzugt beträgt die radiale Breite X3 der jeweiligen Vertiefung 30, 31 zwischen dem 0,1 -fachen und dem 0,5-fachen, besonders bevorzugt zwischen dem 0,25-faehen und dem ö;35~fachen, der radialen Tiefe X1 der jeweiligen Ringnut 18. Die axiale Tiefe Y3 der jeweiligen Vertiefung 30, 31 ist größer als Null und kleiner als die axiale Dicke Y2 des jeweiligen Kolbenrings 20. Bevorzugt beträgt diese axiale Tiefe Y3 der jeweiligen Vertiefung 30, 31 zwischen 0,1 mm und 1 ,0 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,3 mm und QJ mm. Die axiale Tiefe Y3 der jewei- Ilgen Vertiefung 30, 31 beträgt mindestens 0,01 mm, bevorzugt mindestens 0,05 mm.
Die jeweilige Vertiefung 30, 31 ist weiterhin durch einen Abstand X4 deren radialer Mitte zum Ringrücken 28 des jeweiligen Kolbenrings 20 und durch den Abstand X5 zwischen dem radial äußeren Ende der jeweiligen Vertiefung 30, 31 und dem radial äußeren Ende der jeweiligen Ringnut 13 gekennzeichnet.
Der Abstand X4 zwischen der radialen Mitte der jeweiligen Vertiefung 30, 31 und dem Ringrücken 28 des jeweiligen Kolbenrings 20 ist größer als Null und kleiner als die radiale Dicke X2 des jeweiligen Kolbenrings minus 0,5 mm. Bevorzugt beträgt dieser Abstand X4 zwischen der radialen Mitte der jeweiligen Vertiefung 30, 31 und dem Ringrücken des jeweiligen Kolbenrings 20 zwischen dem 0,3~fachen und dem GJ-fachen, besonders bevorzugt zwischen dem 0,45-fachen und dem 0,55-fachen, der radialen Dicke X2 des jeweiligen Kolbenrings.
Der Abstand X5 zwischen dem radial äußeren Ende der jeweiligen Vertiefung 30, 31 und dem radial äußeren Ende der jeweiligen Ringnut 18 ist größer als Null, bevorzugt größer 0,05 mm, besonders bevorzugt größer 0,1 mm.
In allen Äusfübrungsbeispielen kann ein definierter Druckausgleich zwischen einer oberen Ringflanke 26 und einer unteren Ringflanke 27 des jeweiligen Kolbenrings 20 gewährleistet werden, Eine Kraft, die während eines Zyklus zum Abheben des jeweiligen Kolbenrings 20 von der jeweiligen unteren Nutflanke 24 der den jeweiligen Kolbenring 20 aufnehmenden Ringnut 18 erforderlich ist, kann so zuverlässig und einfach reduziert werden. Die Kolbenringe 20 sind an einer Umfangspositien, wie im Stand der Technik üblich, geschlitzt,
Weiterbildungen der Erfindung zeigen Fig. 5, 6. So ist in Fig. 5 vorgesehen, dass in den Kolbenring 20, nämlich in in den Jeweiligen Verdichterring 21 , ein Kanal 32 eingebracht ist. über den die jeweilige Vertiefung 30 mit einer Kammer gekoppelt ist, die zwischen der oberen Ringfianke 26 des jeweiligen Kolbenrings 20 und der oberen Nutflanke 23 der den Jeweiligen Kolbenring 20 aufnehmenden Ringnut 18 ausgebildet ist. Ein derartiger Kan&i 32 Ist an mindestens einer Umfangspositlon, vorzugsweise an mehreren Umfangspositionen, in den Kolbenring 20 eingebracht. Fig. 6 zeigt eine Ausführung der Erfindung, in weicher in die Kolbenringe 20. nämlich in die Verdiehterringe 21 , ebenfalls Kanäle 33 eingebracht sind, wobei die Kanäle 33 der Fig. 8 die jeweilige Vertiefung 30 mit einer Kammer koppeln, die zwi~ sehen dem Ringrücken 28 des jeweiligen Kolbenrings 20 und dem Nutboden 25 der den jeweiligen Kolbenring 20 aufnehmenden Ringnut 18 ausgebildet ist. Auch durch diese Weiterbildungen der Fig. 5 und 8 kann der Druckausgleich zwischen der oberen Ringflanke und der unteren Ringfianke des jeweiligen Kolbenrings 20 einfach und zuverlässig bereitgestellt werden. Die Kanäle der Fig. 5, 8 können auch bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 bis 4 genutzt werden, wobei in den Ausführungsbeispielen der der Fig. 2 bis 4 derartige Kanäle insbesondere mit den Vertiefungen 31 in Verdichterringen 21 kooimuniziren.
Sezugszelchenlisfe
10 Zylinder
11 Zyündedaüfbüchse
12 Zylinderkolben
13 Kolbenboden
14 Brennmum
15 Fläche
18 Lauffläche
17 Laufspalt
18 Ringnut
19 Ringsteg
20 Kolbenring
21 Verdichterring
22 Öiabstreifring
23 obere Nutflanke
24 untere Nutflanke
25 Nutbodert
26 obere Ringflanke
ΟΎ untere Ringflanke
28 Ringrücken
2$) Abschnitt
30 Vertiefung
31 Vertiefung
32 Kanal
33 Kanal

Claims

Ansprüche
1. Zylinder (10) einer Brennkraftmaschine, mit einer Zylinderlaufbuehse (11) und mit einem in der Zylinderlaufbuchse (11 } geführten Zylinderkolben (12), wobei der Zylinderkolben (12) mehrere durch Ringstege (19) begrenzte und durch die Ringstege (19) voneinander getrennte Ringnuten (18) aufweist, wobei jede der Ringnuten (18) einen als Verdichterring (21 ) oder als Öiabtreifhng (22) ausgebildeten Kolbenring (20) aufnimmt, wobei jede Ringnut (20) durch eine obere Nutffanke (23), eine untere Nutflanke (24) und einen Nutboden (25) begrenzt ist, und wobei jeder Kolbenring (20) eine der unteren Nutflanke (24) der jeweiligen Ringnut (18) zugwandfe untere Ringflanke (27), eine dar oberen Nutflanke (23) der jeweiligen Ringnut (18) zugwandfe obere Ringflanke (26), einen dem Nutboden (25) der jeweiligen Ringnut (18) zugwandten Ringrücken (28) und einen dem Ringrücken (28) gegenüberliegenden, an einer radial innen Lauffläche (18) der Zylinderlaufbuchse (11) anliegenden Abschnitt (29) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in die untere Nutflanke (24) zumindest der oder jeder einen als Verdichf erring (21 ) ausgebildeten Kolbenring (20) aufnehmenden Ringnut (18) und/oder in die untere Ringflanke (27) zumindest des oder Jedes als Verdichterring (21 ) ausgebildeten Kolbenrings (20) eine Vertiefung (30, 31) eingebracht ist.
2. Zylinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich in die untere Nutflanke (24) zumindest der oder jeder einen als Verdichterring (21) ausgebildeten Kolbenring (20) aufnehmenden Ringnut (18) eine Vertie- fung (30) eingebracht ist.
3. Zylinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich in die untere Ringflanke (27) zumindest des oder jedes als Verdichterring (21 ) ausgebildeten Kolbenrings (20) eine Vertiefung (31) eingebracht ist. 4, Zylinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet dass sowohl In die untere Nutflanke {24} zumindest der oder jeder einen ais Verdichtenring (21) ausgebildeten Kolbenring (20) aufnehmenden Ringnut (18) eine Vertiefung (30) als auch in die untere Ringflanke (27) zumindest des oder jedes als Verdichterring (21 ) ausgebildeten Kolbenrings (20) eine Vertiefung (31 ) eingebracht ist.
5. Zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die in die untere Nutflanke (24) der Jeweiligen Ringnut (18) und die In die untere Ringflanke (27) des jeweiligen Kolbenrings (20) ausgebildeten Vertiefungen (30, 31 ) in Radiairichtung einander überlappen.
6. Zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die in die untere Nutflanke (24) der jeweiligen Ringnut (18) und die in die untere Ringflanke (27) des jeweiligen Kolbenrings (20) ausgebildeten Vertiefungen (30, 31 ) in Radiairichtung einander nicht überlappen.
7. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Vertiefung (30, 31) in Umfangrichiung umläuft.
8. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Vertiefung (30, 31 ) eine radiale Breite (X3) aufweist, die zwischen dem 0,05-fachen und dem 0,9-fachen der radialen Tiefe (X1 ) der jeweiligen Ringnut (18) beträgt.
9. Zylinder nach Ansprüche 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Breite (X3) der jeweiligen Vertiefung (30, 31 } bevorzugt zwischen dem 0,1 -fachen und dem 0,5-faehen, besonders bevorzugt zwischen dem 0,25-fachen und dem Ö.SS-fachen, der radialen Tiefe (XI } der jeweiligen Ringnut (18) beträgt.
10. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Vertiefung (30, 31} eine axiale Tiefe (Y3) aufweist, die größer Null und kleiner als eine axiale Dicke (Y2) des jeweiligen Kolbenrings (20) ist,
11 , Zylinder nach Ansprüche 10, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Tiefe (Y3) die jeweilige Vertiefung (30, 31 ) zwischen 0,1 mm und 1 ,0 mm, besonders bevorzugt zwischen dem 0,3 mm und 0,7 mm, beträgt.
12. Zylinder nach eine der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (X4) zwischen einer radialen Mitte der Vertiefung (30, 31) und dem Ringrücken (28) des jeweiligen Kolbenrings (20) größer MuH und kleiner als eine radiale Dicke (X2) des jeweiligen Kolbenrings (20) minus 0,5 mm ist.
13. Zylinder nach Ansprüche 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (X4) zwischen der radialen Mitte der Vertiefung (30, 31 ) und dem Ringrücken
(28) des jeweiligen Kolbenrings (20) zwischen dem ö,3~fachen und dem 0,7- fachen, besonders bevorzugt zwischen dem 0,45-fachen und dem 0,55- fachen, der radialen Dicke (X2) des jeweiligen Kolbenrings (20) beträgt.
14. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadyreh gekennzeichnet, dass ein Abstand (X5) zwischen einem radial äußeren Ende der Vertiefung (30, 31 ) und einem radial äußeren Ende der jeweiligen Ringnut. (18) größer Null ist.
15. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gsskertraeiefirs©!, dass der jeweilige Kolbenring (20) mindestens einen Kanai (32, 33) aufweist, der die jeweilige Vertiefung (30, 31 } mit einer Kammer zwischen der oberen Nutflanke (24) der jeweiligen Ringnut (18) und der oberen Ringflanke (26) des jeweiligen Kolbenrings (20) oder mit einer Kammer zwischen dem Nutboden (25) der jeweiligen Ringnut (18} und dem Ringrücken (28) des jeweiligen Kolbenrings {20} koppelt
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