JPS6111441A - ピストンリングおよび製造方法 - Google Patents

ピストンリングおよび製造方法

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JPS6111441A
JPS6111441A JP60109483A JP10948385A JPS6111441A JP S6111441 A JPS6111441 A JP S6111441A JP 60109483 A JP60109483 A JP 60109483A JP 10948385 A JP10948385 A JP 10948385A JP S6111441 A JPS6111441 A JP S6111441A
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JP
Japan
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piston
ring
piston ring
smooth
ring groove
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JP60109483A
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ゲルハルト デユーク
ハンス―ライナー ブリラート
アルビン ミールバツハ
ヴオルガング シユメルター
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Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Original Assignee
Goetzewerke Friedrich Goetze AG
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12Details
    • F16J9/20Rings with special cross-section; Oil-scraping rings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特に組み込まれた状態において皿ばね状の断
面を持ち、軸方向の応力によってその側面がピストンの
リング溝の対向する側壁に当接するピストンリングOこ
関する。
〔従来の技術〕
従来、この種のピストンリングは、西ドイツ特許出願公
開第3305873  号によって公知である。
このピストンリングは、その外側の周囲の部分において
リンクを収納するリング溝の燃焼室側の側壁に当接し、
その内側の周囲の部分においてオイル室側の側壁に当接
している。上述のピストンリングは、リング溝の側壁の
部分、溝底、ならびにシリンダー壁に線接触で接し、し
たがって軸方向および半径方向に動くことができない。
当初の矩形リングの軸方向の高さは、これを収容するリ
ング溝よりも実質的に小さいため、周囲方向に緊張した
際に、軸方向の応力は主として、ピストンリングの周囲
方向の力がか5つたときのねじれによって生じる結果と
なっている。これは公知の逆ねじりリングと同様に行わ
れる。
ピストンリングとリング溝との間の前述の線状接触によ
って、エンジンの運転中にピストンリングおよびこれに
対応するリング溝の部分に大きな摩耗が生じる。
この問題を解決するため、日本特許出願昭51−136
063号において、同様なこの種類に該当するピストン
リングが提案されており、このピストンリングは少くと
もリング溝の側壁と協同動作を行なう部分において摩耗
しないように構成されている。このようOこすることに
よってピストンリング側では摩耗の問題は解決されるが
、リング溝側では、この問題がなお残り、むしろ、ピス
トンリングの硬化された部分がリング溝の側壁に急速に
めり込む危険があっh占 〔発明が解決しようとする問題点〕 この従来の技術から出発して、本発明の基本的な目的は
、良好なパツキン性能および長久な耐久性を維持しなが
ら、ピストンリングとリング溝の側壁との間の摩耗が充
分に防止されるように、皿ばね状の断面をもつピストン
リングの性能を向上させることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的は、リング溝の側壁に接するピストンリングの
平面部が、側壁に平行または殆んど平行に伸びた平滑部
を備えることによって達成される。
この対策によって、ピストンリングとリング溝との間の
互に協同動作を行なう平面部におけるエンジンの運転中
に生じる摩耗が、極めて少くなるように保障される。
例えばアメリカ合衆国特許第2798779  号明細
書から知られているように、逆ねじリングは自身のねじ
れ番こよってリング溝に押しこまれるようになってむ)
る。しかしながら、自身のねじれは、全体の周囲に亘っ
て均一ではなく、リングの背部から合せ目端部の方へ減
少している。エンジンの運転時には、そのようなピスト
ンリングはリングの背部における種々の慣性力およびガ
ス圧力によって軸方向に引張られるが、合せ目端部は震
動を開始し、部分的にピストンの中にめり込むようにな
る場合がある。これは、一方ではリング自体の形状に原
因し、他方ではリング溝の中で軸方向(こ固定されてい
るためピストンリングは回転することができないことに
よる。
これに対して、皿ばね状のピストンリングは、その全周
に亘って側壁に均一に接触し、従って合方向の回転運動
が不可能なガス圧力および慣性力(例えばエンジンの空
転時における)によるピストンへの部分的なめり込みは
、本発明による提案によって同様に防止される。
本発明の別の概念によれば、組み込まれていない状態に
おいて、はマ平行lこひろがる平滑部の範囲で測定した
ピストンリングの軸方向の高さは、対応するリング溝の
軸方向の高さより太きい。断面が皿ばね状のピストンリ
ングを製造するには、通常、矩形リングが使用され、こ
れは熱的な応力によって新しい形状につくられる。この
場合に生じ得る欠点は、主としてリングがその全周に亘
つて溝の側壁に均一に接触しない点にある。これに対し
て、初期状態において同様に矩形である本提案によるピ
ストンリングの軸方向応力は、組立時にピストンリング
が軸方向(平らに)に圧縮されてリング溝に嵌め込まれ
るように加工されることによって得られる。この状態か
ら開放された場合、ピストンリングは平滑部におけるそ
の形状にしたがって、リング溝の対応する側壁に自動的
に接触する。
前述の形式のピストンリングは、半径方向の外側(接触
面)が燃焼室側において、半径方向の内側がオイル室側
において、リング溝の側壁に接するようにピストンに組
み込まれる。通常、この形式のリングは、油切りリング
として、または油切り作用にも適した第2リングとして
ピストンに使用される。従来は、ピストンリングの連続
的な軸方向の運動によって、油が、下部側壁と下部リン
び第2ピストンリングの間の領域に侵入する。これを回
避するため、半径方向に内側の平滑部が燃焼室側に設け
られ、半径方向に外側の平滑部がオイル室側tこ設けら
れるように提案されている。この逆構成のピストンリン
グは、間隙部が生じないため、リング溝の部分に油が侵
入することを防止する。
本発明の別の概念によれば、平滑部の半径方向の幅は、
ピストンリングの半径方向の壁厚さの半分より小さく形
成されるが、0.1ないし1間の範囲にあることが好ま
しい。
さらに、一方において、ピストンリングの接触面が、半
径方向に外部の平滑部から始まって燃焼室の方にテーパ
状に細められるように形成することが提案されている。
他方において、ピストンリングの内部周囲面は、ピスト
ン軸に平行にする必要がある。したがって、不均等なピ
ストンリングの断面が生じ、これは、一方においては比
較的鋭い引掻きかどが生じる原因となり、他方において
はピストンリングの軸方向の応力が、接触面の範囲にお
ける非対称な力の作用によって、場合によつては高くな
る原因となる。
さらに、夫々の平滑部から始まって、ピストンリングの
夫々に対向する円囲面の方向に角度をなしてひろがる側
面部が互に実質的に平行になるように形成することもで
きる。この関係は、勿論、用途に応じて変化させること
ができる。好適な角度は1°ないし10°の範囲である
さらに、初期状態において矩形のピストンリングが例え
ば熱的な応力によって平行四辺形の形状に変形され、か
う互に対角的1こ向い合った端部が平滑部を形成するよ
うに加工されるようにされた本提案のピストンの製造方
法が示されている。この形式のピストンリングは、逆ね
じリングと同様に溝の中へねじ込むことができる。
これとは別に、断面が矩形のピストンリング側面部を、
互に対角的に向い合った平滑部が残るように加工するこ
とが提案されている。これは、燃焼室側の側面が接触面
を始点とし、オイル室側の側面が内部周囲面を始点とし
て、ピストンリングが平行四辺形になるように特に研削
によって加工されることにより行われる。リング溝の側
壁へのピストンリンクの押圧力は、研削しようとする平
行四辺形の角度を広い範囲内で選択することによって任
意に調整することができ、その場合、夫々のリング溝の
軸方向の高さ、およびはめこむ際のピストンリングの軸
方向の高さが、共に考慮される。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図および第2図は、いずれも本発明の一実施例であ
る皿ばね状の断面を有するピストンリングのリング溝内
に収納された状況を示す断面図で、それぞれ構成状況を
異にしており、かついずれも判り易くするため、著しく
拡大されている。
第1図は、断面が日本特許出願昭51−136,063
号に若干該当したピストンリング1を示している。
矩形リングiま、組み込まれていない状態において、殆
んど対称的な皿ばね状の断面をもち、その軸方向の高さ
は、対角的に対向するリングかど部2゜3で測ってリン
グ溝4の軸方向の高さと略等しく−1,1− なるように熱的に応力が加えられる。このリング溝4は
、互に平行に伸びた側壁5,6を備えた矩形断面を有し
ている。ピストンリング1が溝4に入れられ、周囲方向
に張られると、このピストンリング1はねじられて軸方
向の応力を生じる。エンジンの駆動時にピストンリング
1と側壁5,6きの接触部分における摩耗を防止するた
め、側面7.8は例えば研削によって加工されている。
すなわち、側壁5,6と平行に伸びた平滑部a、bが形
成されており、その半径方向の寸法は、半径方向の壁厚
さの半分より小さい。ピストンリングlは、半径方向に
外側の平滑部aが燃焼室側において、半径方向に内側の
平滑部すが油室側において、対応する側壁5および6と
協同動作を行うように、リング溝41こ嵌込まれている
第2図は、皿ばね状の断面であるが非対称の断面をもつ
ピストンリング9を示している。このピストンリング9
は、一定の角度例えば3°で、矩形ピストンリング9は
平行四辺形状になる。さらに、接触面10の範囲におい
てテーパーをつけて研削されている。内部周囲面11は
それ以上加工されていない。しかしながら、側面部7,
8は、全体の半径方向の壁厚さに亘って研削されるので
はなく、一定の寸法(例えば2 m )をもつ平滑部a
bが残され、その場合、この範囲a、bがもとの側面に
相当して残ることとなる。この状態において、ピストン
リング9の軸方向の高さは、対角的に向い合った平滑部
a、bについて測って、リング溝4の軸方向の高さより
僅か大きい。ピストンリング9は、軸方向に応力が作用
するようにリング溝に嵌め込まれる。AW−行四辺形の
形状に制約され、その場合その軸方向の高さが縮小し、
リング溝4にピストンリングが嵌め込まれる。緩められ
た状態で、平滑部a、bは、軸方向に応力が作用して、
リング溝4の対応する側壁5,6に当接する0 この場合には、第1図と反対に、半径方向に外側の平滑
部aはオイル室側に、半径方向に内側の平滑部すは燃焼
室側に設けられている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す側断面図、第2図は本
発明の別の実施例を示す側断面図である。 1:ピストンリング 2.3:リングかど部 4:リング溝 5.6:リング溝側壁 7.8:リング側面部 9:ピストンリング lO:接触面 11:内部周囲面 a 、b:平滑部 特許出願人 ゲツツエ アーゲー 代  理  人  若   林        忠−1
5= FIG、 2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、特に組み込まれた状態において、皿ばね状の断面を
    持ち、軸方向の応力によつてその側面がピストンのリン
    グ溝の対向する側壁に当接するピストンリングにおいて
    、 リング溝(4)の側壁(5、6)に接するピストンリン
    グ(1、9)の側面部が、リング溝(4)の側壁(5、
    6)に平行または殆んど平行に延びる平滑部(a、b)
    を備えることを特徴とするピストンリング。 2、平滑部(a、b)の範囲において測定されたピスト
    ンリング(9)の軸方向の高さが、組み込まれない状態
    において、対応するリング溝(4)の軸方向の高さより
    も大きい特許請求の範囲第1項記載のピストンリング。 3、半径方向に内側の平滑部(b)が燃焼室側に設けら
    れ、半径方向に外側の平滑部(a)がオイル室側に設け
    られている特許請求の範囲第1項または第2項記載のピ
    ストンリング。 4、平滑部(a、b)の半径方向の幅が、ピストンリン
    グ(1、9)の半径方向の壁厚の半分よりも小さく形成
    されている特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
    か1項に記載のピストンリング。 5、平滑部(a、b)の半径方向の幅が0.1mmない
    し1mmである特許請求の範囲第1項ないし第4項のい
    ずれか1項に記載のピストンリング。 6、半径方向に外側の平滑部(a)から始まるピストン
    リング(9)の外側の接触面(10)が、テーパー状に
    細められている特許請求の範囲第1項ないし第5項のい
    ずれか1項に記載のピストンリング。 7、半径方向に内側の平滑部(b)から始まるピストン
    リング(9)の内側周囲面(11)が、ピストン軸と平
    行に延びている特許請求の範囲第1項ないし第6項のい
    ずれか1項に記載のピストンリング。 8、それぞれの平滑部(aまたはb)から始まり、ピス
    トンリング(9)の相対する周囲面(10または11)
    の方向に角度をなして延びる側面部(7、8)が、実質
    的に互に平行に延びている特許請求の範囲第1項ないし
    第7項のいずれか1項に記載のピストンリング。 9、前記角度が1°ないし10°である特許請求の範囲
    第8項に記載のピストンリング。 10、特に組み込まれた状態において皿ばね状の断面を
    持ち、軸方向の応力によつてその側面がピストンのリン
    グ溝(4)の対向する側壁に当接し、リング溝(4)の
    側壁(5、6)に接する側面部が、リング溝(4)の側
    壁(5、6)に平行または殆んど平行に延びる平滑部(
    a、b)を備えたピストンリングにおいて、 初期状態において矩形のピストンリングが特に熱的な応
    力を加えることによつて、皿ばね状の形態にされ、互に
    対角的に向い合つたピストンリングの平滑部(a、b)
    を形成するかどの部分が加工されることを特徴とするピ
    ストンリングの製造方法。 11、特に組み込まれた状態において皿ばね状の断面を
    持ち、軸方向の応力によつてその側面がピストンのリン
    グ溝(4)の対向する側壁に当接し、リング溝(4)の
    側壁(5、6)に接する側面部が、リング溝(4)の側
    壁(5、6)に平行または殆んど平行に延びる平滑部(
    a、b)を備えたピストンリングにおいて、 初期状態において矩形のピストンリングの側面部は、互
    に対角的に向い合つた平滑部(a、b)が残るように加
    工されることを特徴とするピストンリングの製造方法。 12、燃焼室側の側面部は接触面を起点とし、オイル室
    側の側面部は内側の周囲面を起点として、角度をもたせ
    て加工される特許請求の範囲第11項記載の方法。 13、加工される側面部が研削される特許請求の範囲第
    10ないし第12項のいずれか1項に記載の方法。
JP60109483A 1984-05-23 1985-05-23 ピストンリングおよび製造方法 Pending JPS6111441A (ja)

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DE3419241.7 1984-05-23
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