DE1029615B - Kolbenring - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenring für Arbeitskolben zum Steuern der Einlaß- und Auslaßschlitze im Arbeitszylinder von Zweitakt-Dieselmaschinen.

Derartige Kolbenringe, die vorzugsweise einen L-förmigen Querschnitt aufweisen, sind mit einem Schenkel in einer Ringnut des Arbeitskolbens und mit dem anderen Schenkel in einer zum Kolbenboden und zur Zylinderlauffläche offenen ringförmigen Ausnehmung des Arbeitskolbens angeordnet. Diese Kolbenringe sind in üblicher Weise an einer Stelle geteilt ausgebildet, und es ist zur Abdichtung der Trennfuge ein Schloßring in einer an der Stoßstelle der beiden Schenkel des Kolbenringes vorgesehenen ringförmigen Ausnehmung angeordnet. Zur Erzielung einer einwandfreien Steuerung der Ein- und Auslaßschlitze des Arbeitszylinders ist der axial verlaufende Schenkel dies Kolbenringes bis zur Oberfläche des Kolbenbodens hochgezogen. Gleichzeitig soll der Kolbenring auch für eine gute Abdichtung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder sorgen, was sowohl durch die Eigenspannung bzw. Spreizwirkung des Kolbenringes als auch durch den radialen Druck der in den Ringspalt zwischen dem Kolbenring und dem Kolben eindringenden und auf dien Innenmantel des Kolbenringes einwirkenden Brenngase erzielt wird.

Es hat sich indessen herausgestellt, daß infolge des erheblichen radialen Druckes der Brenngase auf den Kolbenring während der Einlaufzeit der Zweitakt-Diesel-Brennkraftmaschine ein erhöhter Verschleiß der Zylinderlauffläche auftritt, der durch die während dieser Zeit noch rauhe Oberfläche der aufeinander gleitenden Laufflächen des Kolbenringes und der Zylinderlauffläche begünstigt wird, während nach der Einlaufzeit der Maschine der hohe Anpreßdruck infolge der inzwischen glattgeschliffenen Laufflächen des Kolbenringes und der Zylinderlauffläche ohne nachteilige Folgen für die Beschaffenheit der Zylinderlauffläche bleibt. Der erhöhte Verschleiß der Zylinderlauffläche während der Einlaufzeit hat eine Riefenbildung in dieser und ein Unrundwerden des Arbeitszylinders zur Folge, wodurch die Abdichtung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder beeinträchtigt und damit eine Leistungsverminderung der Maschine hervorgerufen wird.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Kolbenring der einleitend genannten Art so auszubilden, daß er in der Einlaufzeit praktisch keinen höheren Verschleiß als ein bereits eingelaufener Kolbenring aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Kolbenring an dem vom Kolbenboden abgekehrten Ende auf etwa einem Viertel bis einem Fünftel seiner axialen Länge zylin-Kolbenring

Anmelder:

Krauss-Maffei Aktiengesellschaft,
München -Allach

Gotthard Homann, München-Allach,
ist als Erfinder genannt worden

drisch und anschließend unter einem Winkel von etwa 5° zur Kolbenachse kegelförmig verjüngt ausgebildet ist.

Es wird nicht etwa Schutz begehrt für eine verjüngte Ausbildung der oberen Außenflächenpartie eines beliebigen Brennkraftmaschinenkolbenringes, da eine solche, allgemein gesehen, nicht mehr neu ist.

Nicht hingegen ist es bekannt, die im Kennzeichnungsteil des später folgenden Patentanspruches genannten Maßnahmen bei einem Kolbenring für Arbeitskolben von Zweitakt-Dieselmaschinen anzuwenden, welcher zum Steuern der Einlaß- und Auslaßschlitze verwendet wird, das Ganze erfindungsgemäß derart, daß während der Einlaufzeit eine Beaufschlagung des kegelförmigen Außenmantels des Kolbenringes mit dem Druck der Brenngase ermöglicht wird und sich hierdurch der Anpreßdruck des Kolbenringes an die Zylinderlauffläche und damit der Verschleiß derselben vermindert. Während dieser Zeit ergibt der zylindrische Teil des Ringaußenmantels eine ausreichende Abdichtung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder, die dadurch laufend verbessert wird, daß der Außenmantel durch Abnutzung eine zylindrische Form annimmt. Obwohl hierbei durch die Beseitigung des keilförmigen Ringspaltes zwischen dem Außenmantel des Kolbenringes und der Zylinderlauffläche der Druckausgleich der Brenngase entfällt, stellt sich keine Erhöhung des Verschleißes der Zylinderlauffläche ein, weil während der Einlaufzeit die Lauffläche des Kolbenringes und des Arbeitszylinders glattgeschliffen ist.

Es ist auch schon bekannt, den Außenmantel von ölabstreifringen in Richtung zum Kolbenboden über einen bestimmten Bereich kegelförmig verjüngt und im übrigen Bereich zylindrisch auszubilden sowie ihm eine axiale und radiale Bewegung in der Kolbenringnut dadurch zu ermöglichen, daß deren axiale Länge

größer als die des ölabstreifringes ausgeführt und deren Mantel zum Kolbenboden hin kegelförmig gestaltet ist. Durch diese Ausbildung soll erreicht werden, daß der ölabstreifring unter dem Einfluß der Massenkräfte auf seinem Wege in die äußere Totlage an der Zylinderwand anliegt und hierbei das öl mit seiner scharfen Kante von der Zylinderlauffläche abstreift, während er sich bei der entgegengesetzten Biewegungsrichtung von der Zylinderlauffläche abhebt und mit seinem kegelförmigen Mantelteil das ablaufende öl auf die Zylinderlauffläche aufträgt. Mithin liegt dieser Ausbildung ein anderes Problem als der Erfindung zugrunde. Insbesondere übt der bekannte Kolbenring keine nennenswerte Verschleißwirkung auf die Zylinderlauffläche aus, da sein Anpreßdruck infolge Wegfalles der Dichtwirkung nur sehr gering zu sein braucht.

In der Zeichnung ist ein Ausfüforungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Querschnitt durch den Kolbenring und einen Teil des Kolbens und Zylinders schematisch dargestellt.

Im Arbeitskolben 1 einer schlitzgesteuerten Zweitakt-Diesel-Brennkraftmaschine ist zur Bildung einer haltbaren Steuerkante 2 ein dem Druckraum 3 des Zylinders 4 am nächsten liegender Kolbenring 5 angeordnet, der einen L-ähnlichen Querschnitt aufweist. Der eine Schenkel 6 des Kolbenringes 5 ist in einer Ringnut 7 des Arbeitskolbens 1 gehalten. Der andere Schenkel 8 erstreckt sich in Richtung zum Druckraum 3 des Zylinders 4 an der Peripherie des auf die axiale Länge des Kolbenringes 5 abgesetzten Arbeitskolbens 1 bis zur Oberfläche des Kolbenbodens 9. Der Kolbenring 5 ist auf seiner dem Druckraum 3 des Zylinders 4 gegenüberliegenden Seite mit einer ringförmigen, nach dem Umfang und nach dieser Seite offenen Ausnehmung 10 versehen, in der ein an sich bekannter Schloßring 11 rechteckigen Querschnittes angeordnet ist. Der Außenmantel des Kolbenringes 5 weist einen zylindrischen Flächenteil 12 und anschließend zum Druckraum 3 des Zylinders 4 bzw. zur Steuerkante 2 hin einen kegelförmig verjüngten Flächenteil 13 auf. Die axiale Länge des zylindrischen Flächenteiles 12 entspricht etwa einem Viertel bis einem Fünftel der Gesamtlänge des Kolbenringes 5 in axialer Richtung. Ferner ist der kegelförmige Flächenteil 13 unter einem Winkel von etwa 5° zur Kolben- bzw. Ringachse geneigt. Wie eingehende Versuche mit derartigen' Kolbenringen gezeigt haben, genügt der zylindrische Flächenteil 12, um den Kolben während der Einlaufzeit der Brennkraftmaschine im Zylinder 4 ausreichend abzudichten, ohne die Steuerung nennenswert zu beeinträchtigen. Die in den keilförmigen Ringspalt zwischen dem Außenmantel des Kolbenringes 5 und der Zylinderlauffläche 14 gelangenden Brenngase üben auf den Kolbenring 5 einen Druck aus, der etwa dem Druck der in den Spalt 15 hinter dem Kolbenring 5 und dem Arbeitskolben 1 eindringenden Brenngase entspricht, so daß das Anpressen des Kolbenringes 5 an die Zylinderlauffläche 14 nur mit der Eigenspannung des Kolbenringes 5 erfolgt, wodurch ein verhältnismäßig geringer Verschleiß der Zylinderlauffläche 14 erhalten wird. Während der Einlaufzeit nutzt sich der Kolbenring 5 lediglich infolge seiner Spreizwirkung an der sich ständig glättenden Zylinderlauffläche 14 so weit ab, daß er am Ende der Einlaufzeit praktisch zylindrisch und sodann nicht nur eine noch eindeutigere Steuerung der Auspuff- und Einlaßschlitze, sondern auch eine optimale Abdichtung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder ergibt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Kolbenring für Arbeitskolben zum Steuern der Einlaß- und Auslaßschlitze im Arbeitszylinder von Zweitakt-Dieselmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß er an dem vom Kolbenboden (9) abgekehrten Ende auf einem Viertel bis einem Fünftel seiner axialen Länge zylindrisch und anschließend unter einem Winkel von 5° zur Kolbenachse kegelförmig verjüngt ausgebildet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 885 625, 883 076; französische Patentschrift Nr. 721 633;
   britische Patentschrift Nr. 115 829.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 809 509/214 4.5&