Kolbenring Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenring an einer Brennkraftmaschine. Bei Verwendung von schlechten Brennstoffen zum Beispiel entstehen oft durch die Abnützung der Kolbenringnut gewisse Schwierigkeiten. Dabei wird die Nut zunächst infolge Reibung oder Korrosion etwas abgenützt, worauf dann der Kolbenring im vergrösserten Nutenspiel die Nut durch Ausschlagen schnell havariert. Es gilt also, die erste geringe Abnützung so weit als möglich zu verzögern.
Es ist fängst bekannt, mit verschiedenen Stoffen- wie z. B. Zinn, Eisenoxyd -usw. - gefüllte Rillen in der Zylinderlauffläche eines Kolbenringes anzubrin gen. Doch genügt angesichts der meterlangen bestri chenen Oberfläche der darin enthaltene Schmiermit telvorrat höchstens, um ein unstabiles Fressen in den ersten Anfängen zu verhindern, niemals aber für den Normalbetrieb des Motors, wofür ja die Schmierung durch einen ständig erneuerten Ölfilm benötigt wird.
Unter unstabilem Fressen sei dabei die Erscheinung an glatten, aufeinand'ergleitenden Oberflächen ver standen, dass die bei verstärkter Reibung an einer Stelle entstehende Wärme nicht mehr stabil ohne grosse Temperaturerhöhung verteilt und abgeführt werden kann, sondern dass sie so gross wird, dass die betreffenden Stellen stark erhitzt werden und sich lokal ausdehnen. Das hat zur Folge, d'ass die Ober flächen noch stärker erwärmt werden und schliesslich dadurch beschädigt werden.
Da in der Nut die hohen Anpressdrücke das Öl zwischen den Ringflanken, und der Nut wegdrücken und die nur Bruchteile von Millimetern betragenden Bewegungen nicht genügen, das Öl zu erneuern, rei ben die Metallflächen des Kolbens und des Ringes ebenfalls direkt aufeinander. Es werden dabei win zige, nur mit dem Mikroskop sichtbare Vorsprünge beider Flächen durch örtliche überhitzung sich mit- einander verschweissen oder sich ineinander verhaken, sich dann aus dem Metallgefüge lockern und schaiess- lich ausbrechen.
Weiterhin ist es eine bekannte Er fahrungstatsache, dass manchmal an solchen Stellen in verstärktem Masse eine Korrosion auftritt, die die Oberflächen weiter zerstört.
Um die Trockenreibung der beiden Metallflächen aufeinander zu verhindern, ,schlägt die Erfindung vor, mindestens die dem- Verbrennungsraum abgewandte Fläche von den beiden auf dem Kolben abgestützen Ringflächen mit Vertiefungen zu versehen, die mit einem mit Bindemittel versetztem Trockenschmier mittel gefüllt sind. Vorteilhafterweise können dabei sich die Vertiefungen auch in beiden auf dem Kolben abgestützten Ringflächen befinden. Dabei wirkt das Trockenschmiermittel gleichzeitig als Korrosions schutz.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbei spielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt in einem Schnitt in Richtung der Kolbenachse einen Teil eines Kolbens. Die Fig. 2 bis 6 stellen kreisausschnittartig Flächen des Kolbenrin ges dar, die mit Vertiefungen versehen sind.
In der Ringnut 1 des Kolbens. 2 befindet sich der Kolbenring 3, wobei das Nutenspiel stark vergrössert dargestellt ist. In den zur Auflage in der Ringnut 1 dienenden Flächen, 4 des Ringes 3 sind Vertiefungen 5 eingelassen - in diesem Beispiel drei konzentrisch zum Mittelpunkt des Ringes 3 verlaufende Rillen die mit einem Trockenschmiermittel gefüllt sind, z. B. Graphit oder Molybdänsulfid. Das Schmiermittel selbst ist mit einem Bindemittel versetzt, z.
B. mit Wasserglas oder einem Kunstharz (Epoxyharz). Schon nach der geringsten Abnützung der Ringflanken 4 wird eine hinreichende Menge Trockenschmiermittel aus den Rillen 3 heraustreten und sich aus der Ring- nut 1 des Kolbens 2 und den Flächen 4 des Ringes 3 gleichmässig verteilen. So wird aber eine weitere Ab nützung der Ringnut 1 verhindert.
In den Fig. 2 bis 6 sind die Flächen 4 des Ringes 3 mit verschiedenartigen Vertiefungen 5 dargestellt. Diese sind als Rillen oder als regelmässig bzw. un geordnet verteilte Mulden (Fig. 5 und 6) ausgebildet. Dabei können die Rillen konzentrisch zum Mittel punkt (Fig. 2) spiralförmig (Fig. 3) oder wellenförmig (Fig. 4) verlaufen. Mit diesen verschiedenartigen Aus führungsformen soll eine gleichmässige Schmierung auf der ganzen Fläche zwischen dem Kolbenring und der Ringnut erreicht werden.
Weiterhin ergeben sich da durch infolge einfacher Bearbeitungsmöglichkeiten herstellungsmässige Vorteile.
Piston ring The invention relates to a piston ring on an internal combustion engine. When using poor fuels, for example, certain difficulties often arise due to the wear and tear of the piston ring groove. The groove is initially worn down somewhat due to friction or corrosion, whereupon the piston ring quickly wrecks the groove by knocking out the enlarged groove clearance. It is therefore important to delay the first slight wear and tear as much as possible.
It is known to begin with, with various substances such. B. tin, iron oxide etc. - to attach filled grooves in the cylinder surface of a piston ring. However, given the meter-long brushed surface, the lubricant supply contained therein is at most sufficient to prevent unstable seizure in the early stages, but never for normal engine operation, for which lubrication is through a constantly renewed oil film is required.
Unstable seizure is understood to mean the phenomenon on smooth surfaces sliding one on top of the other, that the heat that arises from increased friction at one point can no longer be stably distributed and dissipated without a large increase in temperature, but that it becomes so large that the relevant points are heated strongly and expand locally. The consequence of this is that the surfaces are heated even more and are ultimately damaged as a result.
Since the high contact pressure in the groove pushes the oil away between the ring flanks and the groove and the movements of only fractions of a millimeter are insufficient to renew the oil, the metal surfaces of the piston and the ring also rub directly against each other. Tiny protrusions on both surfaces that are only visible with a microscope will weld together or get caught in one another due to local overheating, then loosen from the metal structure and break out horribly.
Furthermore, it is a well-known fact that corrosion sometimes occurs in such places to an increased extent, which further destroys the surfaces.
In order to prevent dry friction between the two metal surfaces, the invention proposes to provide at least the surface facing away from the combustion chamber of the two ring surfaces supported on the piston with depressions which are filled with a dry lubricant mixed with a binder. Advantageously, the depressions can also be located in both ring surfaces supported on the piston. The dry lubricant also acts as corrosion protection.
The invention will be explained in more detail with reference to Ausführungsbei play in connection with the drawing.
Fig. 1 shows a section in the direction of the piston axis part of a piston. Figs. 2 to 6 represent a segment of a circle areas of the piston ring, which are provided with depressions.
In the ring groove 1 of the piston. 2 is the piston ring 3, the groove play is shown greatly enlarged. In the surfaces 4 of the ring 3 serving to rest in the annular groove 1, recesses 5 are embedded - in this example three grooves which run concentrically to the center of the ring 3 and are filled with a dry lubricant, e.g. B. graphite or molybdenum sulfide. The lubricant itself is mixed with a binder, e.g.
B. with water glass or a synthetic resin (epoxy resin). Even after the slightest wear of the ring flanks 4, a sufficient amount of dry lubricant will emerge from the grooves 3 and be evenly distributed from the ring groove 1 of the piston 2 and the surfaces 4 of the ring 3. But this prevents further use of the annular groove 1.
In FIGS. 2 to 6, the surfaces 4 of the ring 3 are shown with various types of depressions 5. These are designed as grooves or as regularly or un orderly distributed troughs (Fig. 5 and 6). The grooves can be concentric to the center point (Fig. 2) in a spiral (Fig. 3) or undulating (Fig. 4). With these various forms of implementation, uniform lubrication is to be achieved over the entire area between the piston ring and the annular groove.
Furthermore, there are advantages in terms of production due to the simple processing options.