HU216978B

HU216978B - Devided gasket ring for piston systems characterised by its material

Info

Publication number: HU216978B
Application number: HU9601514A
Authority: HU
Inventors: László Wilheim
Original assignee: László Wilheim
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1999-10-28
Also published as: HUP9601514A3; HUP9601514A2; HU9601514D0; WO1999056042A1

Abstract

Osztőtt tömítőgyűrű, tetszőleges dűgattyúrendszerekhez, főleg belsőégésű rőbbanómőtőrőkhőz, kőmpresszőrőkhőz, csőcsatlakőzásőkhőz éshidraűlikaszerkezetekhez, amely belső átmérőjével és laptávőlságával adűgattyú-, illetve gyűrűhőrőnyhőz, külső átmérőjével a hengerfűratáhőz illeszkedik, tővábbá két részből, belső és külsőtömítőgyűrűből áll, és mind a két rész kúpős szögben, csiszőltfelületekkel összeillesztve van a dűgattyú, cső vagy rúd hőrnyábanelhelyezve. A belső tömítőgyűrű (1) anyaga rűgóacél, a külsőtömítőgyűrű (2) anyagának keménysége kisebb, mint a henger falának ésa belső tömítőgyűrű (1) anyagának keménysége. ŕSplit sealing ring, for any piston piston systems, mainly for internal combustion furnaces, stone press furnaces, pipe-clamping boilers and for hydraulic structures, which with its inner diameter and plate distance fit piston piston and ring heat boilers, and with its outer diameter fit the cylinder saw boiler, it consists of two parts, an inner and an outer sealing ring, and both parts in a conical angle, with polished surfaces it is joined together and placed in the thermal area of the plunger, tube or rod. The material of the inner sealing ring (1) is spring steel, the hardness of the material of the outer sealing ring (2) is lower than the hardness of the material of the cylinder wall and the inner sealing ring (1). ŕ

Description

A találmány tárgya osztott tömítőgyűrű, tetszőleges dugattyúrendszerekhez, főleg belső égésű robbanómotorokhoz, kompresszorokhoz, csőcsatlakozásokhoz és hidraulikaszerkezetekhez, amely belső átmérőjével és laptávolságával a dugattyú-, illetve gyűrűhoronyhoz, külső átmérőjével a henger furatához illeszkedik, továbbá két részből, belső és külső tömítőgyűrűből áll, és mind a két rész kúpos szögben, csiszolt felületekkel összeillesztve van a dugattyú, cső vagy rúd hornyában elhelyezve.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a split sealing ring for any piston system, in particular for internal combustion explosive engines, compressors, pipe connections, both parts being conically angled with abrasive surfaces disposed in the groove of the piston, tube or rod.

A technika mai szintjén ismeretes, hogy a belső égésű motoroknál, dugattyús rendszerű kompresszoroknál, Ottó- és dízelmotoroknál a dugattyúhoronyban és a hengerben dugattyúgyűrűt, kompressziógyűrűt vagy olajlehúzó gyűrűt alkalmaznak, amelyek minden esetben hasított, sík lapú körgyűrűk, acél- vagy ötvözött, alapvetően szürkevas öntvényekből készítenek. A forgácsolóműveleteket a legtöbb esetben célgépeken végzik, ahol a befejező művelet a csiszolás, majd a csomagolás előtt minőségi ellenőrzéseket végeznek. Ismert a gyakorlatból, hogy a dugattyúgyűrűk valamennyi választékánál azok célszerű, rendeltetésszerű hatásfoka főleg a hőtágulástól függ. így az ismert és használatos dugattyúgyűrűk, mivel a hőtágulásuk szerint a kívánatos méretváltozásokat kevésbé követik, a dilatáció tekintetében kívánnivalót hagynak maguk után. Ezért a motor hatásfoka, üzemanyag-felvétele kedvezőtlen vagy az üzemeléskor még tovább romlik, és még károsabb jelenség az, hogy a gyűrűk a hengerben megszorulnak vagy besülnek, főleg magasabb hőmérsékletnél, vagy kiverődnek a horonyból, a rést nem töltik ki. Az olajat a tömítés helyett átengedik, vagyis a kenőolajat az égéstérbe felhordják.It is known in the art to use a piston ring, a compression ring or an oil drain ring for internal combustion engines, reciprocating compressors, piston and diesel engines, in each case consisting of slit, flat-bottomed, produced. In most cases, the cutting operations are carried out on target machines, where the final operation is preceded by quality checks before grinding and then packing. It is well known in the art that for all types of piston rings, their expedient, intended efficiency is mainly dependent on thermal expansion. Thus, known and used piston rings, as they are less likely to follow desired size changes due to their thermal expansion, leave something to be desired with regard to dilation. As a result, engine efficiency, fuel uptake, or deterioration during operation is even worse, and even more so when the rings are pinched or squeezed in the cylinder, especially at higher temperatures or protruding from the groove, the gap is not filled. The oil is let through instead of the seal, which means that the lubricating oil is applied to the combustion chamber.

Pattantyús: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1962) 4. kötete 304-307. oldalain és az ott megjelent 29.1-29.14 ábrákon részletes tájékoztatás van a belső égésű motorok kialakítására. Ismerteti az Ottó- és dízelmotorok kialakításait, valamint a dugattyúgyártáshoz használatos fémek csoportosításait, beleértve a dugattyúgyűrűket, a kompressziógyűrűket és az olaj lehúzó gyűrűket is. A folyóiratok megtekintésekor azt találtuk, hogy számos kezdeményezés, sok-sok célkitűzés és kísérlet mellett a hátrányok megszüntetéséhez a megoldás igen kevés, és lényeges haladás e tekintetben nem történt.Pattantyús: Manual of Mechanical and Electrical Engineers (Technical Publishing House, Budapest, 1962) Volume 4 304-307. 29.1-29.14 for detailed information on the design of internal combustion engines. It outlines the designs of PTO and Diesel engines and the groupings of metals used in piston manufacturing, including piston rings, compression rings and oil pull rings. When looking at the journals, we found that, with many initiatives, many objectives, and attempts, the solution to the drawbacks was very limited and no significant progress was made in this regard.

Az 53050002 számú japán irat különböző anyagokból ötvözött dugattyúgyűrűt ismertet. Az ismertetett dugattyúgyűrű nagy keménységű és erős. Megadja az ehhez szükséges anyagokat és azok ötvözési arányát. A megoldás egyrészt bonyolult, tehát feltételezhetően költséges, és nem biztosítja a dugattyúgyűrű anyagának keménysége és rugóereje közötti optimumot, mivel egyazon gyűrűn belül a megfelelő rugóerőt csak egy adott keménységet elérő anyaggal lehet biztosítani. Emiatt a dugattyú falát jobban koptatja, mint amennyire indokolt lenne.Japanese Patent 53050002 discloses a piston ring made of different materials. The piston ring described is of high hardness and strength. Specifies the required materials and their alloying ratio. On the one hand, the solution is complicated, and thus presumably expensive, and does not provide the optimum between the hardness and spring force of the material of the piston ring, since only one material reaching a certain hardness can provide the proper spring force within the same ring. As a result, the piston wall is worn more than is reasonable.

A 185/90 számú magyar közzétételi irat osztott dugattyúgyűrűt ismertet tetszőleges dugattyúrendszerekhez. A találmány szerinti megoldásban az osztott dugattyúgyűrű, belső átmérőjével és laptávolságával a dugattyú hornyához, külső átmérőjével a henger furatához kialakított szerkezetből áll, oly módon, hogy a dugattyúgyűrű legalább két részből áll, és mind a két rész kúpos szögben, vagy az egyik rész kúpos szögben, a másik rész rádiuszos, vagy minden kapcsolódó rész rádiuszos, csiszolt felületekkel összeillesztve van a dugattyú hornyában elhelyezve. A fenti megoldás előnyeit nem vitatva észrevételezzük, hogy a találmány szerinti dugattyúgyűrű anyaga a bevezetőben ismertetett hagyományos összetételű anyagokból áll. A gyűrű felépítésének következtében a dugattyú megszorulását megakadályozza, de ennek ellenére az üzem közbeni tömítettséget nem tudja tökéletesen biztosítani.Hungarian Publication No. 185/90 discloses a split piston ring for any piston system. In the present invention, the split piston ring consists of a structure formed by a piston groove with an inner diameter and a blade distance to the cylinder bore, the piston ring having at least two parts and each part at a conical angle or one part at a conical angle. , the other part is radial, or all related parts are joined to the radial, polished surfaces and are disposed in the piston groove. While not neglecting the advantages of the above solution, it should be noted that the material of the piston ring of the present invention consists of materials of conventional composition as described in the introduction. Due to the ring's construction, it prevents the piston from becoming clogged, but still cannot provide complete sealing during operation.

Célunk olyan megoldás létrehozása volt, amely nemcsak a dugattyú megszorulása ellen véd, hanem az üzem közbeni szoros tömítettséget is biztosítja.Our goal was to provide a solution that not only protects against piston pinching but also ensures tight sealing during operation.

Felismertük, hogy ha az egyik tömítőgyűrűrészt lágy, a másik tömítőgyűrűrészt rugós anyagból alakítjuk ki, akkor a célkitűzésünk megvalósítható.It has now been found that if one of the sealing ring members is made of soft material and the other of the sealing ring member is made of spring material, our object is achievable.

Találmányunk lényege osztott tömítőgyűrű, tetszőleges dugattyúrendszerekhez, főleg belső égésű robbanómotorokhoz, kompresszorokhoz, csőcsatlakozásokhoz és hidraulikaszerkezetekhez, amely belső átmérőjével és laptávolságával a dugattyú-, illetve gyűrűhoronyhoz, külső átmérőjével a henger furatához illeszkedik, továbbá két részből, belső és külső tömítőgyűrűből áll, és mind a két rész kúpos szögben, csiszolt felületekkel összeillesztve van a dugattyú, cső vagy rúd hornyában elhelyezve. A belső tömítőgyűrű anyaga rugóacél, a külső tömítőgyűrű anyagának keménysége kisebb, mint a henger falának és az 1 belső tömítőgyűrű anyagának keménysége.SUMMARY OF THE INVENTION This invention relates to a split sealing ring for any piston system, especially for internal combustion explosive engines, compressors, pipe connections and hydraulic assemblies, which has an internal diameter and the two parts being tapered together with polished surfaces in the groove of the piston, tube or rod. The material of the inner sealing ring is spring steel, the hardness of the outer sealing ring material is less than that of the cylinder wall and the material of the inner sealing ring.

Előnyösen a tömítőgyűrűk egymással, a dugattyúval, illetve a henger furatával illeszkedő felületeik bármelyike krómozott, valamint a belső tömítőgyűrű nyílása a külső tömítőgyűrűrés szélességének legkevesebb ötszöröse.Preferably, the sealing rings are chrome plated on any one of their surfaces that match the piston or cylinder bore, and the opening of the inner sealing ring is at least five times the width of the outer sealing ring.

A találmány szerinti megoldást részletesebben kiviteli példa kapcsán, rajz alapján ismertetjük.The invention will now be described in more detail with reference to an exemplary embodiment, by way of a drawing.

Az 1. ábra a tömítőgyűrű-készlet belső tömítőgyűrűjének felülnézete.Figure 1 is a plan view of the inner sealing ring of the sealing ring set.

A 2. ábra a tömítőgyűrű-készlet külső tömítőgyűrűjének felülnézete.Figure 2 is a top plan view of the outer sealing ring of the sealing ring set.

A 3. ábra az 1. ábra A-A vonala mentén vett metszete.Figure 3 is a sectional view taken along line A-A in Figure 1.

A 4. ábra az 1. ábra A-A vonala és a 2. ábra B-B vonala mentén vett metszete.Figure 4 is a sectional view taken along line A-A of Figure 1 and line B-B of Figure 2.

Az 5. ábra a 2. ábra B-B vonala mentén vett metszete.Figure 5 is a sectional view taken along line B-B of Figure 2.

Miként az 1. és 2. ábrán látható, a célszerű kiviteli alak szerint a tömítőgyűrű két részből áll, nevezetesen az 1 belső tömítőgyűrűből és a 2 külső tömítőgyűrűből, amelyeknek külső síkja párhuzamos, és az érintkező belső felületük pedig kúposszög-tartományban van, és mindkettő ennek megfelelő szöggel kiképezve. A különbség köztük az, hogy az 1 belső tömítőgyűrű 3 nyílása nagy és anyaga rugóacél, a 2 külső tömítőgyűrű 4 rése a dugattyú átmérője által megengedett lehető legkisebb, és anyagának keménysége kisebb, mint a henger falának és az 1 belső tömítőgyűrű anyagának keménysége. Természetesen a két gyűrűfél egy gyűrűt alkot. A 3. ábrán az 1 belső tömítőgyűrű metszete, az 5. ábrán a 2 külső tömítőgyűrű látható az illesztési módjával metszetben. A 4. ábrán pedig az 1,2 tömítőgyűrűk kúpos kialakításá2As shown in Figures 1 and 2, according to a preferred embodiment, the sealing ring consists of two parts, namely, the inner sealing ring 1 and the outer sealing ring 2, whose outer plane is parallel and their contacting inner surface is in the conical region and both trained at an appropriate angle. The difference is that the opening 3 of the inner sealing ring 1 is large and made of spring steel, the gap 4 of the outer sealing ring 2 is as small as allowed by the piston diameter and its material hardness is less than that of the cylinder wall and inner sealing ring material. Of course, the two halves form one ring. Fig. 3 is a sectional view of the inner sealing ring 1, and Fig. 5 shows a sectional view of the outer sealing ring 2 with its method of joining. 4 shows the tapered configuration of the sealing rings 1,2

HU 216 978 Β nak összeilleszthető elrendezését szemléltetjük. Az 1 és 2 tömítőgyűrűk hengerfalra merőleges felületei és az egymással érintkező felületük, valamint a 2 külső tömítőgyűrű hengerfallal párhuzamos felülete a jobb csúszás érdekében krómozva van. Természetesen a krómozás helyett bármilyen módon felületkezelhető, ami a súrlódás csökkentését elősegíti.The illustrated arrangement of HU 216 978 is illustrated. The surfaces of the sealing rings 1 and 2 perpendicular to the cylinder wall and their contacting surface and the surface of the outer sealing ring 2 parallel to the cylinder wall are chrome plated for better sliding. Of course, instead of chrome plating, it can be surface treated in any way that helps reduce friction.

Működésben az 1 belső tömítőgyűrű a 2 külső tömítőgyűrűbe van illesztve, és azt a rugóerejénél fogva szétfeszíti. Ezzel biztosítja a 2 külső tömítőgyűrű hengerfalhoz szorulását és a jó tömítést, már a motor hideg állapotában is. Amennyiben a motor melegszik, és az egyes alkatrészek tágulnak, az 1 belső tömítőgyűrű 3 nyílása a 2 külső tömítőgyűrű rugóereje ellenében folyamatosan záródik, azaz nem szorul meg, miközben a hengerfalra ható nyomóereje állandónak tekinthető, azaz a tömítettsége nem változik. A dugattyún kiképzett tömítőgyűrűhorony a hő hatására szűkül, és az 1 belső és a 2 külső dugattyúgyűrű együttes vastagsága ezt követi.In operation, the inner sealing ring 1 is inserted into the outer sealing ring 2 and is tensioned by its spring force. This ensures that the outer sealing ring 2 is clamped to the cylinder wall and provides good sealing even when the engine is cold. As the engine warms up and the individual parts expand, the opening 3 of the inner sealing ring 1 is continuously closed against the spring force of the outer sealing ring 2, i.e. it is not clamped, while the compression force acting on the cylinder wall is considered constant, i.e. its sealing does not change. The sealing ring groove formed on the piston is reduced by heat and the combined thickness of the inner piston ring 1 and the outer piston ring 2 follows.

A találmányunk szerinti megoldás előnye, hogy a motor tömítettsége az üzemi körülményektől függetlenné tehető, ami egyrészt jobb hatásfokot eredményez, másrészt a környezetben is lényegesen kisebb kárt okoz.The advantage of the present invention is that the sealing of the motor can be made independent of the operating conditions, which results in better efficiency and significantly less damage to the environment.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Split sealing rings for any piston system, especially for internal combustion explosive engines, compressors, pipe connections and hydraulic assemblies, which, with its internal diameter and blade distance, fit into the piston and / or annular groove, the two parts being arranged at a conical angle with sanded surfaces in the grooves of the piston, tube or rod, characterized in that the material of the inner sealing ring (1) is spring steel, the hardness of the material of the outer sealing ring (2) (1) material hardness.

Sealing ring according to claim 1, characterized in that any of their surfaces which are in contact with each other, the piston or the cylinder bore are chromed.

Sealing ring according to claim 1 or 2, characterized in that the opening (3) of the inner sealing ring (1) is at least five times the width of the outer sealing ring (2).