JPH10508931A

JPH10508931A - ピストンリングシール

Info

Publication number: JPH10508931A
Application number: JP8516539A
Authority: JP
Inventors: メッケスヘルマン
Original assignee: メッケスヘルマン
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 1998-09-02
Also published as: WO1996016285A1; EP0797743A1

Abstract

(57)【要約】［目的］燃焼機関のためのピストンリングシール（１）であって、ピストン（３）の燃焼室側の端部範囲に配置されたピストンリング（２）を有し、該ピストンリング（２）が円錐状に構成された内面（９）を有し、この内面（９）がピストン（３）の対応して円錐状に構成されたリングウエブ（６）と協働しており、ピストンリング（２）が、ピストン（３）が軸方向に案内されているシリンダ（４）のシリンダ壁（１２）に接している形式のもの改良して燃焼機関の排ガス特性を改善すること。［構成］ピストンリングシール（１）においてピストンリング（２）の円錐状の内面（９）がピストンリング（２）の燃焼室側の上方のピストンリング面（１７）まで延び、ピストン（３）の円錐状のリングウエブ（６）が上方の円錐面（７）で燃焼室側の上方のピストン面（１６）まで延び、ピストンリング（２）のピストンリング面（１７）とピストン（３）のピストン面（１６）とが共通のギャップのない圧縮面（１８）を形成していること。

Description

【発明の詳細な説明】ピストンリングシール本発明は、ピストンの燃焼室側の上方の端部範囲に配置されたピストンリングを有し、該ピストンリングが半径方向でコンカーブな円錐状に構成された内面を有し、該内面がピストンの、半径方向でコンベックスな対応する円錐状に構成されたリング周面と協働し、ピストンの円錐状のリング周面が半径方向内方へずらして配置され、ピストンリングがピストンを軸方向に運動可能に案内するシリンダのシリンダ壁に接触しているピストンリングシール、特に燃焼機関のためのピストンリングシールに関する。公知の形式でピストンリングシールは燃焼室側のピストンリングを有し、該ピストンリングはたいていの公知の構成では燃焼室側のピストン面に対して間隔をおいてピストン周面を延びるピストンリング溝内に配置されている。このピストンリングの上側でピストンは、該ピストンを取囲んで、ピストンを軸方向で運動可能に案内するシリンダと共に環状のギャップ、火炎ウエブギャップを形成する。さらにピストンリングはピストンリング溝において軸方向のギャップも半径方向のギャップも有しているので、ここにも相応する環状のギャップ室が生じる。このギャップ室には圧縮行程の間に、燃料空気混合物が押し込まれ、これによりピストンリングが一方では燃焼機関の燃焼室に向き合ったピストンケーシングの向かって軸方向にかつ他方ではシリンダのシリンダ壁に向かって押される。燃焼行程においては火炎ウエブ及び前記のギャップ空間内にある燃料空気混合物は完全には燃焼できず、したがってこの公知のピストンリングシールを備えた燃焼機関の排ガスは比較的に高い有害物質成分を含んでいる。さらに１つのピストンリングがピストンの燃焼室側の端部範囲に配置されているピストンリングシールも公知である（ＵＳ１７１１６１０明細書）。ピストンリングを受容するためにはピストンは上方の端部範囲に半径方向内方へ段部を形成して構成され、ピストンリングを受容するために、上方の燃焼室側のピストン面の下側に前記半径方向の段部内に環状のラジアルウエブを有している。このラジアルウエブは燃焼側から上方から下方へ半径方向に拡大する円錐面を備えている。この円錐面の上にピストンリングは対応する形状の受容溝で嵌合して着座させられる。したがってピストンリングの受容溝はピストンリングの内面に配置され、その形状は円錐座面を有する半径方向ウエブと同じであり、同様に燃焼室側から上方から下方へ半径方向に拡大する円錐座面を有している。無圧の状態ではピストンリングは完全にピストンに接触するので、ピストンのラジアルウエブは完全にピストンリングの受容溝により受容され、ピストンリングの半径方向外側の周面はピストンの外側の周面と、共通の円筒周面を形成する。運転中にはピストンリングが燃焼室側でその燃焼室側のリング面において圧縮圧もしくは燃焼圧で負荷されるとただちに、ピストンリングは軸方向で燃焼室側から下方へ移動せしめられ、ラジアルウエブとピストンリングの受容溝とに円錐面が配置されていることに基づき、拡開させられ、これに相応して、ピストンが軸方向に運動可能に案内されているシリンダのシリンダ壁に対して押し付けられる。ピストンリングの半径方向の拡開によってピストンリングとピストンとの間にはラジアルウエブの上側又はピストンリングの受容溝の上側に環状のリングギャップが生じる。このリングギャップはピストン面から軸方向で下方へラジアルウエブまで延びている。圧縮行程と圧縮圧の上昇する間に、このようなピストンリングシールを備えた燃焼機関の運転中には前記リングギャップ内に燃料空気混合物が押し込まれる。燃焼の間もしくはピストンの作業行程の間に、シリンダにおける燃焼時間がきわめて短いことに基づき、環状のギャップ内の燃料空気混合物は不完全にしか燃焼させられない。この結果、排ガスにおける有害物質の放出量は、燃焼させられない燃料空気混合物によって増大させられる。さらにこのピストンリングシールにおいてはピストンリングは吸込み行程の間、再びピストンに半径方向で接触し、したがってピストンリングは半径方向のリングギャップをピストンリング自体とシリンダとの間に発生させる。この結果、このピストンリングシールのシール性は不十分になる。別の公知のピストンリングシール（ＤＥ−ＰＳ３７７３２１号明細書）においては、同様にピストンの上方の、燃焼室側の端部範囲に配置されたピストンリングが設けられている。ピストンはピストンリングを受容するために環状の溝を形成している。この環状の溝は下方の、傾斜した、円錐状の溝制限面を備えている。ピストンリングはピストン長手軸線に対して横方向に延びる上方の環状のピストンリング面でピストンリングのこの環状の溝内に配置されている。ピストンリングに与えられる形状はピストンの環状の溝に合わされており、これに相応して下方の円錐面を有している。この円錐面の傾斜は環状の溝の溝制限面の傾斜に相応している。圧縮圧もしくは燃焼圧が上昇すると、ピストンリングは軸方向で下方へ押され、ピストンの環状の溝の傾斜した溝制限面とピストンリングの円錐面とに基づき、この両方の面の楔作用に基づき半径方向外へ、ピストンが軸方向に運動可能に案内されているシリンダのシリンダ壁に向かって押される。軸方向の前記下降運動によてピストンリングの上方において、ピストンリングとピストンとの間の環状の溝内で、前記ＵＳ１７１１６１０号明細書の対象の場合のように環状のギャップが生じる。この環状のギャップにも、運転中に燃料空気混合物がピストンの圧縮行程の間に押し込まれる。この燃料空気混合物は作業行程で不完全にしか燃焼されない。この結果、この公知のピストンリングシールにおいても、有害物質のエミッションが、ピストンとピストンリングとの間の環状のリングギャップにおける、燃焼されない燃料空気混合物に基づき増大される。したがって本発明の課題は、冒頭に述べた形式のピストンシールを改良し、ピストンとシリンダとのシール性をできるだけ高め、燃焼機関の排ガスエミッションを最少に減じることである。この課題は本発明によれば、ピストンリングの円錐状の内面がピストンリングの燃焼室側の上方のピストンリング面まで延びており、ピストンの円錐状のリング周面が燃焼室側の上方のピストン面まで延びており、ピストンリングの燃焼室側のリング面が少なくともピストンの圧縮及び作業行程の間、ピストンの燃焼室側のピストン面と、ギャップのない共通の圧縮面を形成することにより解決された。本発明の構成により、ピストンとピストンリングとの間にも、ピストンが軸方向に運動可能に案内されているシリンダのシリンダ壁とピストンとの間にも燃焼室側に環状のギャップが生じないピストンリングシールが提供される。これにより、燃焼機関の運転中に少なくとも圧縮及び作業行程の間に燃料空気混合物がコントロールされずに集合するギャップは効果的に阻止される。圧縮面がこのようにギャップなしで構成されていることに基づき、燃焼機関の燃焼室において、特に圧縮行程の間に燃料空気混合物がコントロールされずに集まる個所はどこにも存在しなくなるので、作業行程の間にできるだけ完全な燃焼が保証され、これによって排ガスにおける有害成分の量を小さく保つことができる。請求項２の構成によっては、ピストンリングは、ピストンの圧縮行程、作業行程及び排気行程の間も、吸込み行程の間も常に、ピストン及びピストンリングの上方もしくは下方の円錐面の協働により、外方へシリンダのシリンダ壁に押し付けられるので、本発明によるピストンリングシールは高められたシール性を有する。請求項３に記載されているように単式又は複式にオーバラップするピストンリング突き合わせによってピストンリング突き合わせ範囲においてピストンリングの絶対的なシール性が達成される。この場合にはピストンリングはピストンリング突き合せの範囲においてそのオーバラップする構成部分で請求項５に記載したようにシャープなエッジを成して構成されているので、ピストンリングとシリンダ壁との間にはギャップが発生せず、ひいては絶対的なシール性が保証される。同じような形式でシール性を改善するためには請求項４の構成も役立つ。この場合にはピストンリング突き合わせの突き合わせ継目の継目ギャップは約０.０１ｍｍでガスシール性を保証する。請求項６による構成によってはピストンもしくはピストンリングとシリンダ壁との間にリングギャップが発生しないことが保証され、これによってもきわめて有害物質の少ない燃焼が保証される。請求項７の構成によればピストンの傾きが有効に阻止される。請求項９に記載したように上方及び下方の円錐面の円錐角αとβとを異って構成することによってピストンリングシールは種々の燃焼機関における種々の運転条件に簡単な形式で適合可能である。円錐角αとβとの大きさによって半径方向の押し付け力は燃焼機関の運転中の燃焼圧もしくは圧縮圧に関連して円錐角αと βを介してあらかじめ選択することができる。円錐面の円錐角α及びβは請求項８に記載したように同じ大きさでありかつ約４５°であることができる。請求項１０の構成によりピストンリングのチャタリングは効果的に阻止される。何故ならばピストンリングは、設けられているばね部材に基づき、常時その上方の円錐面でピストンの上方の円錐面に支持され、ひいてはピストンに対するピストンリングの相対的な軸方向運動が排除されるからである。請求項１１による構成によって、ピストンリングは軸方向で下に向かっても半径方向外方へシリンダ壁に向かっても押されるので、ピストンリングは通常のように非円形ではなく円形に製作することができる。何故ならばピストンリングはコイル圧縮ばねによって常時シリンダ壁に押し付けられ、ひいてはピストンリングシールの通常の構造の場合に設けられているようなピストンリングの半径方向のバイアスは不要になるからである。請求項１２の構成に基づきピストンに対するピストンリングの簡単な組み立てが可能になる。この場合には個々のばね部材を費用のかかる組立プロセスでピストンリングとピストンとの間に挿入する必要はない。何故ならばばね部材は舌状部の形をした、ピストンリングと一体である構成部分を成すからである。別の有利な構成は請求項１３と１４とに示されている。次に図面に基づき本発明を説明する。第１図は本発明によるピストンシールの部分断面図。第２図は付加的なコイル圧縮ばねを有する、第１図のピストンリングシールの１実施例を示した図。第３図は軸方向にずらして配置されたピストンリングを有するピストンリングシールの１実施例を示した図。第４図は２倍オーバラップしたピストンリング突合わせ部を有するピストンリングの側面図。第５図は一体に成形されたばね舌片を有するピストンリングの下面図。第６図は第５図のピストンリングの１部を示した図。第７図は第５図のピストンリングを有するピストンリングシールの部分断面図。第１図には本発明によるピストンリングシール１が示されており、該ピストンリングシール１はピストン３の燃焼室側の端部に配置されたピストンリング２から成っている。ピストン３はシリンダ４内で軸方向で運動可能に案内されている。この場合、ピストン３はシリンダ４内で燃焼室１４を下方へ向かって移動可能に制限しており、燃焼室１４を燃焼機関のクランクケーシング（図示せず）から分離する。ピストン３は燃焼室側の上方の端部において半径方向内方へ段部を成して構成され、ピストンリング２のために環状の受容段部５を有している。ピストンリング２を軸方向で固定するためには受容段部５は半径方向外方に向けられた環状のリングウエブ６を備えている。このリングウエブ６の上にピストンリング２が形状接続により制限されて軸方向に運動可能に支承されている。リングウエブ６は横断面で見て複楔形に形成され、上方のリング状の円錐面７と下方の円錐面８とを有している。ピストンリング２の環状の内面はピストン３のリングウエブ６の上で軸方向に連行されるように、同様に横断面で見て２重楔状もしくはＶ字形のリング溝９として構成されている。このリング溝９は上方の円錐面１０と下方の円錐面１１とを有している。ピストンリングシール１のこの実施例では、ピストンリング３は非円形に製作されているので、ピストンリング３は図示の取付けられた状態で、その半径方向のバイアスで常に半径方向でシリンダ４の内側のシリンダ壁１２に押し付けられ、ひいてはシリンダ壁１２に燃焼機関の運転の間、恒久的にシールされて接触する。第１図においてはピストシリンダ２は２つの異なる位置で示されている。この２つの位置はピストンリング２が異なる運転状態でもしくは燃焼機関もしくはピストンの異なる作業サイクルでとる。したがってピストンリング２は運転中にリングウエブ６の上で、リング溝９とリングウエブ６との間に設けられた遊びに応じてその位置を変化させる。第１図の左側の断面は、燃焼機関の吸込行程に際してピストン３が矢印１３の方向で下降運動した場合にピストンリング２がピストン３のリングウエブ６の上でとる位置を示している。ピストン３が矢印１３の方向に下降運動する場合にはシリンダ４の燃焼室１４において燃料空気混合物を吸込むために負圧が作用する。したがってピストンリング２はその下側の円錐面１１でリングウエブ６の下側の円錐面８の上に緊密に接触する（図１の左側の図半分を参照）。同時にピストンリング２は外側の周面２８でシリンダ４の内側のシリンダ壁１２に緊密に接触するので、燃焼室１４は燃焼機関のクランクケーシングに対して吸込み行程の間、ピストンリングシール１により緊密に分離させられる。下方の円錐面８と１１がピストン長手中心軸線２９もしくはピストン長手中心軸線２９に対する円錐角 β、この実施例の場合にはほぼ４５°の円錐角により、シリンダ壁１２に対するピストンリング２の半径方向の圧着力は負圧の上昇と共に少なくとも軽く上昇させられ、これによってピストンリングシール１のシール性が改善される。吸込み行程のあとで下方の死点を越えたあとでピストン３は運動方向を矢印１５の方向へ上方へ変えるので、ピストンリング２とシリンダ壁１２との摩擦状態に基づきかつピストンリング２の慣性により、ピストンリング２はピストン３に対する相対位置を変化させる。ピストンリング２がピストンの圧縮行程、燃焼行程及び排気行程の間、一貫してとるこの位置は、第１図の右半分に示されている。この位置ではピストンリング２は上方の円錐面１０で緊密にピストン３のリングウエブ６の上方の円錐面７の上に位置している。同時に、吸込み行程の場合のようにピストンリング２はその周面２８で同様に緊密にシリンダ４の内側のシリンダ壁１２に接触するので、この運転状態、圧縮、燃焼及び排気の間も、ピストンリングシール１は燃焼室１４を燃焼機関のクランクケーシングに対して緊密に分離する。圧縮圧が上昇するにつれてピストンリング２は常により強くその円錐面１０でピストン３のリングウエブ６の円錐面７に押し付けられ、これにより半径方向の力成分が傾斜した円錐面１０と７とを介して発生させられ、ひいてはピストンリング２がシリンダ壁１２に対して緊密に押し付けられる。ピストン長手中心軸線３０もしくはこれに対する平行線３１に対する上方の円錐面７と１０の円錐角α は、この実施例の場合には約４５°であり、ひいては下方の円錐面８，１１の円錐角βと同じである。ピストンリングシール１の使用条件に応じて、円錐角αと βは異なる値をとることができる。したがって半径方向の力成分は吸込行程時の負圧が増大するにつれてもしくは圧縮もしくは燃焼行程時の圧縮もしくは燃焼圧が増大するにつれてオーバ又はアンダプロポーショナルに上昇し、これによってピストンリング２の周面２８とシリンダ４のシリンダ壁１２との間に発生する摩擦力を申し分なくコントロールすることができる。ピストン３の圧縮又はコンプレッション行程にはピストン３の燃焼行程が続く。この燃焼行程においてはピストン３は上方の死点を越えたあとで再び矢印１３の方向へ下方へ移動させられる。高い燃焼圧によって、ピストンリング２をシリンダ壁１２に接触させる、シールする半径方向の力成分はさらに高められる。この場合、燃焼圧は一方では燃焼室側のピストン面１６にかつピストンリング２の環状の燃焼室側のピストンリング面１７に作用する。排気行程の間、つまりピストン３が下方の死点を越えたあとで再び矢印１５の方向で上方へ移動すると、ピストンリング２は、第１図の右半分に示された位置に、ピストンリング２とシリンダ壁１２との間の摩擦、燃焼室１４における排気残留圧及び図示された位置におけるピストンリングの慣性に基づき、保持される。したがってピストンリング２は圧縮、燃焼及び排気行程の間に、ピストン３と共通の圧縮面１８を形成する。この圧縮面１８はピストン面１６とピストンリング面１７とから成り、特に圧縮及び燃焼行程の間に燃料空気混合物の侵入する環状のギャップを有していない。したがって燃料空気混合物が燃焼室１４内にだけに存在し、ひいては燃焼機関のできるだけ完全な燃焼が保証される。ピストンリング２とシリンダ壁１２との間にもギャップが存在しないので、圧縮行程の間にこの範囲においても燃料空気混合物が集まることはなく、この点でも不完全な燃焼は阻止される。第２図にはピストンリングシール１と同じピストンリング２を有するピストンリングシール１の別の実施例１／１が示されている。ピストンリングシール１の構成形態とは異って、ピストンリングシール１／１は、コイル圧縮ばね１９の形をした付加的なばね部材を有している。このコイル圧縮ばね１９はピストン３／１のリングウエブ６／１において、リングウエブ６／１の上方の円錐面７／１に対して平行に延びるように適当な受容孔２７内に配置されている。この場合、コイル圧縮ばね１９はピストンリング２の下方の円錐面１１を押すので、ピストンリング２はコイル圧縮ばね１９のばね力で常に、第２図に示された位置に保たれる。したがって、設けられたコイル圧縮ばね１９によって、ピストンリング２がその上方の円錐面１０でピストン３／１のリングウエブ６／１の上方の円錐面７／１に継続的に、すなわち吸込み行程の間も接触し、ピストン３／１の半径方向ウエブ６／１に対するもしくは該半径方向ウエブ６／１におけるピストンリング２の位置の交代は燃焼機関の運転全体にわたって行なわれない。この場合には複数のコイル圧縮ばね１９が均一にピストン３／１の円周に分配されて配置されている。これらのコイル圧縮ばね１９の数とばね力はピストンリング２がどの運転状態においても確実に第２図に示された位置に保たれるように選ばれている。コイル圧縮ばね１９を設けることによって、ピストンリング２は円形に製作可能になる。つまりピストンリング２は固有の半径方向のバイアスなしでピストン３／１にもしくはピストン３／１と一緒にシリンダ４内に取付け可能になる。何故ならば必要な半径方向のバイアスはコイル圧縮ばね１９で与えられるからである。これによってピストンリング２の製作は著しく簡易化され、ピストンリング２のための製作費用が低減される。第３図においてはピストンリングシール１の別の実施例が示されている。このピストンリングシール１は同様に１つのピストンリング２を備えており、このピストンリング２は第１図のピストンリング２と同じ構造を有している。この実施例のピストンリングシール１／２においてはピストンは燃焼室側で、リングウエブ６／２の上方の円錐面７／２が軸方向で燃焼室側に継続して圧縮面１８／２がピストン３／２とピストンリング２との間で環状の段部２０を有するように構成されている。その他の点ではピストンリング２は同様にコイル圧縮ばね１９でピストン３／２に対して第３図に示された位置に保持される。第３図から判るようにピストンリングシール１／２もピストンリング２とピストン３／２との間にも、ピストン３／２とシリンダ４の内側のシリンダ壁１２との間にも環状のギャップを有していないので、燃料空気混合物がたまるギャップ室も形成されない。したがって第３図の実施例のピストンリングシール１／２においても当該燃焼室１４／２における燃料空気混合物の良好な燃焼が保証される。第４図にはピストンリング２の側面図が示されている。ピストンリング２はピストンリング突き合わせ部２１を有している。このピストンリング突き合わせ部２１は２重にオーバラップさせられて構成されている。したがって片側においてはピストンリング突き合わせ部２１は突き合わせ溝２２を備え、該突き合わせ溝２２内に、ピストンリングの相応に循環する他方の端部の突き合わせキー２３が突入して嵌合している。突き合わせキー２３と突き合わせ溝２２との間のあそびは全体として約０.０１ｍｍであるので、ピストンリング突き合わせ部２１は完全にガス密である。この場合、ピストンリング突き合わせ部２１の突き合わせ継目２４，２５はそれぞれピストンリング２の上方の円錐面１０もしくは下方の円錐面１１のほぼ真中に配置されている。ピストンリング２のこの分割された構成によってピストンリング２は簡単な形式でピストン３，３／１もしくは３／２のリングウエブ６，６／１もしくは６／２に取付けて組立可能である。突き合わせキー２３と突き合わせ溝２２はシャープなエッジを有するように構成され、ピストンリング２とリングウエブ６，６／１，６／２との間もしくはピストンリング２とピストンリング突き合わせ部２１の範囲におけるシリンダ壁１２との間に中間室が形成されず、ひいてはピストンリング２のこの範囲においても完全なガス密性が達成可能である。第５図にはピストンリング１の１実施例２／１が下面図で示されている。ピストンリング２／１は下半分に、周面に配置された、半径方向内方へ向けられた複数のばね舌状部２６を備えている。この場合、ばね舌状部２６はピストンリング２／１の一体の構成部分である。内方へ曲げられたこのばね舌状部２６は第６図から判るようにピストンリング２／１の上方の円錐面１０／１に向かっても折り曲げられて構成されているので、ばね舌状部２６は組立に際して第７図に示すように、下側の円錐面８に弾性的に接触し、ピストンリング２／１を第７図に示した状態に確実に保つ。ばね舌状部２６はさらに横断面が曲げモーメントの経過に適合させられ、ばね舌状部２６がそれぞれその全長に亙って、取付けられた、緊張させられた状態でコンスタントな曲げ応力にさらされ、これによって最高の耐久性が達成されている。すなわち、ばね舌状部２６は周方向でそれぞれの自由端部３１に向かって円錐状に先細に構成されている。ピストンリング２／１のこの構成によってピストン３のリングウエブ６へのピストンリング２／１の簡単な組立が可能になる。何故ならばこの場合には第２図と第３図との実施例の場合のように別個のばね部材は存在しないからである。さらにピストンリング２／１の機能はピストンリング２と同じであり、同様に、第７図に示すように、上方のピストンリング面１７／２で、燃焼室側のピストン面１６と一緒に、共通のギャップのない圧縮面１８／２を形成する。したがってこのピストンリングシール１／３によっても燃焼機関の有害成分量は著しく減少させることができる。このピストンリング２／１も組み立てるためにピストンリング突き合わせ部２１／１を第５図から判るように有している。このピストンリング突き合わせ部はピストンリング２のピストンリング突き合わせ部２１と同じ構造を有している。もちろん、ピストンリング突き合わせ部２１もしくは２１／１を単式のオーバラップしか有しないように構成することも考えられる。この場合にはピストンリング突き合わせ部２１もしくは２１／１のオーバラップする構成部分は同様に約０.０１ｍｍの遊びを有しかつ同様にシャープなエッジを有するように構成されている。全体として本発明によるピストンリングシール１から１／３までの構成によっては、燃焼室側に環状のギャップを有しないピストンリングシール１から１／３までが得られる。したがって環状のギャップ内に燃料空気混合物が集合し、この燃料空気混合物が燃焼行程で不完全燃焼することはなくなる。この結果、本発明のピストンリングシール１から１／３までによってはその構成により燃焼機関の排ガスにおける有害物質の著しい減少が達成可能であるピストンリングシール１から１／３が得られる。この場合には同時にピストンリング２もしくは２／１が対応するリングウエブ６，６／１もしくは６／２の上で特別な形式で案内されていることによって、ピストン３の確実な案内が同時に達成され、ひいては運転中のピストンの傾きが効果的に阻止される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１６Ｊ 9/16 Ｆ１６Ｊ 9/16 (31)優先権主張番号Ｐ４４４７２９０．０ (32)優先日 1994年12月30日 (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ

Claims

【特許請求の範囲】１．ピストンリングシール、特に燃焼機関のためのピストンリングシールであって、ピストンの燃焼室側の上方の端部範囲に配置されたピストンリングを有し、該ピストンリングが半径方向でコンカーブな円錐状に構成された内面を有し、該内面がピストンの、対応して半径方向でコンベックスな円錐状に構成された対応するリング面と協働し、ピストンの円錐状のリング周面が半径方向内方へずらして配置されかつピストンリングがピストンを軸方向で運動可能に案内するシリンダのシリンダ壁に接触している形式のものにおいて、ピストンリング（２，２／１）の円錐状の内面が燃焼室側の上方のピストンリング面（１７，１７／２）まで延びており、ピストン（３，３／１，３／２）の円錐状のリングウエブ（６）が上方の円錐面（７，７／１，７／２）で燃焼室側の上方のピストン面（１６）まで延びており、ピストンリング（２，２／１）の燃焼室側の上方のピストンリング面（１７，１７／２）が、少なくともピストン（３，３／１，３／２）の圧縮及び作業行程の間に、ピストン（３，３／１，３／２）の燃焼室側のピストン面（１６，１６／１）と、ギャップのない共通な圧縮面（１８，１８／２）を形成することを特徴とする、ピストンリングシール。２．ピストンリング（２，２／１）の内面とピストン（３，３／１，３／２）のリングウエブ（６）がダブル円錐状に構成され、それぞれ１つの上方の円錐面（７，７／１，７／２，１０，１０／１）と１つの下方の円錐面（８，１１）とを有している、請求項１記載のピストンリングシール。３．ピストンリング（２，２／１）が１個所で分離されており、ピストンリング突き合わせ部（２１，２１／１）を有し、該ピストンリング突合わせ部（２１，２１／１）が単式又は複式にオーバラップして構成されている、請求項１又は２記載のピストンリングシール。４．単式又は複式にオーバラップしたピストンリング突合わせ部（２１，２１／１）がピストン長手方向中心軸線（２９）に対して横方向に延びる単数又は複数の突合わせ継目（２４，２５）を有し、該突合わせ継目（２４，２５）の継目ギャップがほぼ０．０１ｍｍである、請求項３記載のピストンリングシール。５．ピストンリング突合わせ部（２１，２１／１）のオーバラップする構成部分がシャープなエッジを有するように構成されている、請求項３又は４記載のピストンリングシール。６．ピストン（３，３／１，３／２）が火炎ウエブを有していない、請求項１から５までのいずれか１項記載のピストンリングシール。７．ピストン（３，３／１，３／２）がピストンリング（２，２／１）の円錐面（１０，１０／１，１１）とピストンの円錐面（７，７／１，７／２，８）とを介してセンタリングされて案内されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のピストンリングシール。８．円錐面（７，７／１，７／２，８，１０，１０／１）がピストン長手方向中心軸線（２９）に対し約４５°の円錐角（α）もしくは（β）を成して延びている、請求項１から７までのいずれか１項記載のピストンリングシール。９．ピストンリング（２，２／１）もしくはピストン（３，３／１，３／２）の上方の円錐面（１０，１０／１もしくは７，７／１，７／２）の、ピストン長手中心軸線（２９）に対する円錐角（α）と、ピストンリング（２，２／１）もしくはピストン（３，３／１，３／２）の下方の円錐面（１１もしくは８）のピストン長手中心軸線（２９）に対する円錐角（β）とが異っており、この場合、ピストンリング（２，２／１）とピストン（３，３／１，３／２）との上方の円錐面（１０，１０／１，７，７／１，７／２）の円錐角（α）もしくはピストンリング（２，２／１）とピストン（３，３／１，３／２）との下方の円錐面（１１，８）の円錐角（β）がそれぞれ同じ大きさである、請求項１から７までのいずれか１項記載のピストンリングシール。 10．ピストンリング（２）の範囲においてピストンリング（２）とピストン（３／１，３／２）との間にばね部材（１９，２６）が設けられており、このばね部材（１９，２６）がピストンリング（２）をピストン（３／１，３／２）に対し、全運転期間の間、ピストンリング（２）が燃焼室側の上方のピストンリング面（１７，１７／２）で、ピストン（３／１，３／２）の燃焼室側のピストン面（１６）と共に、ギャップのない共通な１つの圧縮面（１８，１８／２）を形成する位置に保っている、請求項１から９までのいずれか１項記載のピストンリングシール。 11．ばね部材が個々のコイル圧縮ばね（１９）から形成されており、これらのコイル圧縮ばね（１９）がピストン（３／１）の上方の円錐面（７／１）に対してほぼ平行に半径方向に延び、ピストンリング（２）をその外側の周面（２８）でシリンダ壁（１２）に押し付けている、請求項１０記載のピストンリングシール。 12．ばね部材がピストンリング（２／１）の一体の構成部分であり、ばね舌状部（２６）の形でピストン（３）の下方の円錐面（８）を押し、ピストンリング（２／１）がばね舌状部（２６）のばね力に基づき、継続的に上方の円錐面（１０／１）でピストン（３）の上方の円錐面（７）に接触しかつ周面（２８）でシリンダ壁（１２）に対して押し付けられる、請求項１１記載のピストンリングシール。 13．ピストンリング（２，２／１）とピストン（３，３／１，３／２）とがコーティングされている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のピストンリングシール。 14．ピストンリング（２，２／１）とピストン（３，３／１，３／２）とが異なる工材から成っている、請求項１から１３までのいずれか１項記載のピストンリングシール。