Mehrteiliger Kolbenring. Die Erfindung betrifft mehrteilige Kol benringe mit geschlitzten federnden Dich tungsringen, die durch einen ebenfalls ge schlitzten federnden keilförmigen Spannring an die Zylinderwandung und an die Wan dungen der Kolbenringnute gedrückt werden. Bei bekannten Kolbenringen dieser Art ist der Keilwinkel des Spannringes grösser als <B>650,</B> und die Dicke des Kolbenringes in ra dialer Richtung ist höchstens gleich seiner Breite in achsialer Richtung. Infolge des grossen Keilwinkels werden die Dichtungs ringe nicht genügend fest an die Wandungen der Kolbenringnuten gepresst, so dass sie bei hohen Zylinderdrucken nicht dicht anliegen.
Infolge der geringen radialen Abmessung stellen sich an der Stossstelle die Ringenden unter dem Drucke des Arbeitsmittels leicht schräg. Die Erfindung sichert ein dichtes An liegen der Dichtungsringe an den Wandun gen der Kolbenringnute und verhindert ein Schrägstellen der Ringenden beim Stoss da durch, dass der Keilwinkel des federnden Spannringes und der Dichtungsringe nicht grösser als 65 ist, und dass die Dicke der Ringe mindestens eineinhalbmal so gross ist wie die gesamte Breite des Kolbenringes. Infolge des spitzen Keilwinkels ist die axiale Kom ponente des Druckes des Spannringes aus reichend, um auch bei hohen Drucken im Zylinder ein dichtes Anliegen der Dichtungs ringe an den Wandungen der Nute zu ge währleisten.
Infolge ihrer grossen radialen Breite finden die Ringe eine sichere Auflage an den Wandungen der Kolbennute, so dass ein Schrägstellen vermieden wird.
Bei den bekannten Kolbenrit gen sind beim Stoss der Dichtungsringe durch einen etwa S-förmigen Schnitt Zungen und ent sprechende Aussparungen gebildet. Die Be rührungsfläche der übereinanderliegenaenZun- gen verläuft senkrecht zur Ringachse. Bei diesen Kolbenringen kann das Arbeitsmittel von einer Seite des Kolbens durch die Schnittfuge am Ende der einen Zunge auf den Grund der Kolbenringnute und von da wiederum durch die Schnittfuge auf die an dere Seite des Kolbenringes gelangen.
Dieser Durchtritt des Arbeitsmittels kann dadurch vermieden werden, dass der Schnitt in der Mitte nicht senkrecht zur Ringachse verläuft, sondern auf einem Kegelmantel, dessen Spitze in der Achse des Kolbenringes liegt, und der einerseits die äussere Mantelfläche und anderseits die an der Kolbennutenwand anliegende Stirnfläche des Dichtungsringes schneidet.
Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn beim Stoss der Dichtungsringe ein Ringende aussen auf der Seite an der Kolbennutenwand mit einer Zunge in eine entsprechende Aus- nehmung des andern Ringendes greift und dieses in der Ausnehmung in einer zur Ring achse konzentrischen, zwischen der Innen- und Aussenfläche des Ringes liegenden, zylin drischen Fläche und einer zu ihr senkrechten, zwischen den Stirnflächen des Ringes liegen gen Ebene berührt, oder wenn jedes der beiden Ringenden aussen mit einer Zunge in eine entsprechende Ausnehmung des andern Ringendes greift und dieses darin in einer zur Kolbenachse konzentrischen,
zwischen der Innen- und Aussenfläche des Ringes liegenden, zylindrischen Fläche und einer zu ihr senkrechten, zwischen den Stirnflächen des Ringes liegenden Ebene berührt.
Die Zeichnung veranschaulicht Ausfüh rungsbeispiele des Gegenstandes der Erfin dung.
Fig. 1 ist ein Teil eines Schnittes durch einen Kolben, die Zylinderwand und zwei Kolbenringe; Fig. 2 ist- eine Ansicht der Stossstelle eines Dichtungsringes; Fig. 2a ist ein Querschnitt zu Fig. 2; Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung der Stossstelle des Dichtungsringes nach Fig. 2 und Fig. 2a; Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung der Stossstelle eines Spannringes; Fig. 5 und 6 zeigen in perspektivischer Darstellung andere Ausbildungen der Stoss stelle der Dichtungsringe.
Nach Fig. 1 besitzt der Kolbenring in der untern Kolbenringnut zwei Dichtungs ringe 1,1 und zwischen diesen einen Spann- ring 2, der im Querschnitt die Form eines gleichschenkligen Trapezes hat. Die beiden Dichtungsringe 1,1 sind im Querschnitt tra- pezförmig. Der Spannring 2 drückt infolge seiner Keilform die Dichtungsringe 1 nach aussen an die Zylinderwand und an die Wan dungen der Kolbenringnute 3 im Kolben. Er sichert das Anliegen der Dichtungsringe an den Wandungen der Nute, auch wenn eine Abnutzung stattgefunden hat.
Der Keilwinkel des Spannringes 2 ist sehr spitz, und die Dicke des Ringes gemessen in radialer Rich tung ist eineinhalbmal so gross wie die ge samte Breite des Kolbenringes in axialer Richtung gemessen. Dadurch wird erreicht, dass sich die Dichtungsringe 1 immer dicht an die Zylinderwand und an die Wandungen der Nute 3 legen.
Bei dem Kolbenring in der obern Nute 3 des Kolbens ist der Spannring 2 in einer zur Ringachse senkrechten Ebene unterteilt. Nach Fig. 2, 2 a und 3 greifen beim Stoss der Dichtungsringe ihre Enden mit Zungen 4 und 5 übereinander.
Die Trennfuge ist S- förmig, beginnt - in einem Punkte 6 der äussern Ringkante auf der Kolbennutenwand- seite, was auf der Zeichnung nicht zu sehen ist, und endet im Punkte 7 der innern Ring kante auf der Spannringseite. Zwischen den Linien 8 und 9 verläuft die Trennfuge auf einem Kegelmantel, dessen Spitze in der Achse des Ringes liegt, und der die äussere Mantelfläche und die Stirnfläche an der Kol- bennutenwand schneidet.
Wenn sich daher der Ring ausdehnt, so verschieben sich die Zun gen der Ringenden auf dieser Fläche, so dass eine Undichtigkeit nicht eintritt. An den Stirnenden der durch den Schlitz gebildeten Zungen werden bei einer Dehnung des Ringes zwar gleichfalls Lücken a gebildet. Indessen gehen diese Lücken nicht bis auf den Grund der Nute. Jede Lücke steht lediglich mit einer Seite des Kolbens in Verbindung, ge stattet aber dem Arbeitsmittel nicht den Durchtritt auf den Grund der Nute.
In Fig:4 ist die Stossfuge für einen Spannring 2 von dreieckigem Querschnitt dargestellt. Der Schlitz verläuft hier von der äussern Ringkante 10 nach der Linie 11 der Innenfläche.
Gemäss Fig. 5 greift eine Zunge 13 die an einem Ringende 15 durch eine zur Kol benachse konzentrische, zylindrische Fläche 14 und in der Mitte durch eine zur Kolben achse senkrechte Ebene begrenzt ist, in eine entsprechende Ausnehmung 16 des andern Ringendes.
Die Zunge 13 besitzt etwa die halbe Dicke und Breite des Dichtungsringes und ist aussen ferner noch begrenzt durch die äussere zylindrische Mantelfläche und, was auf der Zeichnung nicht zu sehen ist, durch die an der Wand der Kolbenringnute 3 anliegende Stirnflächen des Dichtungsringes. Bei gegenseitiger Verschiebung der beiden Ringhälften gleitet die Zunge dichtend auf ihren Berührungsflächen in der Ausnehmung.
Nach Fig. 6 sind beide Ringenden mit Zungen und entsprechenden Ausnehmungen versehen. Die Stossfläche 12 innerhalb dieser Zungen liegt in der Mitte der Zungen.
Multi-part piston ring. The invention relates to multi-part Kol benringe with slotted resilient sealing rings that are pressed by a likewise ge slotted resilient wedge-shaped clamping ring to the cylinder wall and to the walls of the piston ring groove. In known piston rings of this type, the wedge angle of the clamping ring is greater than <B> 650, </B> and the thickness of the piston ring in the radial direction is at most equal to its width in the axial direction. As a result of the large wedge angle, the sealing rings are not pressed firmly enough against the walls of the piston ring grooves so that they do not fit tightly at high cylinder pressures.
As a result of the small radial dimension, the ring ends are slightly inclined at the joint under the pressure of the working medium. The invention ensures that the sealing rings lie tightly against the walls of the piston ring groove and prevents the ring ends from inclining when impacting because the wedge angle of the resilient clamping ring and the sealing rings is not greater than 65 and that the thickness of the rings is at least one and a half times that is as large as the entire width of the piston ring. As a result of the acute wedge angle, the axial component of the pressure of the clamping ring is sufficient to ensure a tight fit of the sealing rings on the walls of the groove even at high pressures in the cylinder.
As a result of their large radial width, the rings are securely supported on the walls of the piston groove, so that inclination is avoided.
In the known Kolbenrit gene tongues and corresponding recesses are formed when the sealing rings are pushed through an approximately S-shaped section. The contact area of the overlapping tongues runs perpendicular to the ring axis. With these piston rings, the working fluid can pass from one side of the piston through the kerf at the end of one tongue to the bottom of the piston ring groove and from there in turn through the kerf to the other side of the piston ring.
This passage of the working medium can be avoided by the fact that the cut in the middle does not run perpendicular to the ring axis, but on a conical surface, the tip of which lies in the axis of the piston ring, and which on the one hand the outer surface and on the other hand the face of the piston groove wall Sealing ring cuts.
The same effect is achieved when, when the sealing rings hit, one ring end on the outside on the side of the piston groove wall engages with a tongue in a corresponding recess of the other ring end and this in the recess in a concentric to the ring axis, between the inner and Outer surface of the ring lying, cylin drical surface and a perpendicular to it, between the end faces of the ring are touched gene plane, or when each of the two ring ends outside with a tongue engages in a corresponding recess of the other ring end and this is in a concentric to the piston axis ,
between the inner and outer surface of the ring, cylindrical surface and a plane perpendicular to it, lying between the end faces of the ring.
The drawing illustrates Ausfüh approximately examples of the subject matter of the invention.
Fig. 1 is part of a section through a piston, the cylinder wall and two piston rings; Fig. 2 is a view of the interface of a sealing ring; Fig. 2a is a cross section of Fig. 2; 3 is a perspective view of the joint of the sealing ring according to FIGS. 2 and 2a; 4 is a perspective view of the abutment of a clamping ring; Fig. 5 and 6 show in perspective other designs of the joint point of the sealing rings.
According to FIG. 1, the piston ring has two sealing rings 1, 1 in the lower piston ring groove and between these a clamping ring 2, which has the shape of an isosceles trapezoid in cross section. The two sealing rings 1, 1 are trapezoidal in cross section. The clamping ring 2 presses due to its wedge shape, the sealing rings 1 outwards on the cylinder wall and on the Wan applications of the piston ring groove 3 in the piston. It ensures that the sealing rings are in contact with the walls of the groove, even if there has been wear.
The wedge angle of the clamping ring 2 is very acute, and the thickness of the ring measured in the radial direction Rich is one and a half times as large as the ge entire width of the piston ring measured in the axial direction. This ensures that the sealing rings 1 always lie tightly against the cylinder wall and against the walls of the groove 3.
In the piston ring in the upper groove 3 of the piston, the clamping ring 2 is divided into a plane perpendicular to the ring axis. According to Fig. 2, 2a and 3, when the sealing rings are pushed, their ends with tongues 4 and 5 overlap.
The parting line is S-shaped, begins - at point 6 of the outer ring edge on the side of the piston groove wall, which cannot be seen in the drawing, and ends at point 7 of the inner ring edge on the clamping ring side. Between the lines 8 and 9, the parting line runs on a conical surface, the tip of which lies in the axis of the ring, and which intersects the outer surface and the end surface on the piston groove wall.
Therefore, when the ring expands, the tongues of the ring ends move on this surface so that a leak does not occur. At the end of the tongues formed by the slot, gaps a are also formed when the ring is stretched. However, these gaps do not go to the bottom of the groove. Each gap is only connected to one side of the piston, but does not allow the working fluid to pass through to the bottom of the groove.
4 shows the butt joint for a clamping ring 2 of triangular cross-section. The slot here runs from the outer ring edge 10 along the line 11 of the inner surface.
5, a tongue 13 engages at one end of the ring 15 by a cylindrical surface 14 concentric to the Kol benachse and in the middle by a plane perpendicular to the piston axis, in a corresponding recess 16 of the other end of the ring.
The tongue 13 has about half the thickness and width of the sealing ring and is also limited on the outside by the outer cylindrical surface and, which cannot be seen in the drawing, by the end faces of the sealing ring resting on the wall of the piston ring groove 3. With mutual displacement of the two ring halves, the tongue slides sealingly on its contact surfaces in the recess.
According to Fig. 6, both ring ends are provided with tongues and corresponding recesses. The abutment surface 12 within these tongues is in the middle of the tongues.