DE1476091C3 - Spreizfeder für Kolbenringe - Google Patents

Description

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drängen. Die Spreizfeder drängt außerdem die KoI- sehen, welche eine einwandfreie Übereinstimmung

benringe gegen die Ober- und Unterseite 17 bzw. 18 der Enden sowie ihre gegenseitige Verbindung ge-

der Nut 13, wobei die inneren Umfangsabschnitte währleisten. Zu diesem Zweck kann die Platte 28 mit

der Kolbenringe jeweils mit Dichtungsberührung an einer Öffnung 29 und die Platte 31 mit einem sich in

der Ober- bzw. Unterseite anliegen. 5 Umfangsrichtung erstreckenden und mit der Öffnung

Die Spreizfeder 12 weist eine Anzahl von in Um- 29 in Eingriff bringbaren Abschnitt 32 versehen sein, fangsrichtung auf Abstände verteilten, durch U-för- der vorzugsweise Pfeilform besitzt und mit Widerhamige Federbügel 22 miteinander verbundenen ken 30 versehen ist, deren Breite etwas geringer ist Stützgliedern 21 auf. Die Enden der Schenkel jedes als der Durchmesser der Öffnung 29. Wenn die En-Federbügels 22 sind einstückig mit dem jeweils be- ίο den der Spreizfeder zusammengebracht werden, bisnachbarten Stützglied 21 verbunden, wobei die die Platten 28 und 31 aneinander anstoßen, tritt das Federbügel 22 radial auswärts von den Stützgliedern spitze Ende des Abschnitts 32 in die Öffnung 29 ein. 21 abstehen. Praktisch in der Mitte jedes Stützglieds und führt die Enden in einwandfreie Ausrichtung 21 ist eine den Ölablauf ermöglichende Öffnung 23 miteinander. Wenn dagegen die zum Zusammenbrinausgebildet. Außerdem sind an der Ober- und Unter- 15 gen der Enden auf die Spreizfeder ausgeübte Kraft seite der Stützglieder Ansätze 24 vorgesehen, die eine aufgehoben wird, verfangen sich die Widerhaken 30 so große Länge in Umfangsrichtung besitzen, daß sie mit dem Rand der Öffnung 29 der Platte 28 und verin Umfangsrichtung beidseitig über die Stützglieder hindern ein Trennen der beiden Enden. Bei durch hinaus vorstehen. Gemäß den F i g. 1 und 2 sind die einen Zylinder begrenzter Spreizfeder stoßen die Ansätze 24 in Axialrichtung auswärts und in Radial- 20 Platten 28 und 31 aneinander an, wobei der Äbrichtung einwärts gegenüber den Stützgliedern ge- schnitt 32 ein Überlappen der Enden verhindert, neigt. Diese Ansätze 24 berühren den Innenumfang Die Spreizfeder 12 wird aus einem flachen Metallder Kolbenringe 10 und 11 über den größten Teil des blechstreifen angefertigt, der auf die Form gemäß Umfangs und drängen die Kolbenringe radial nach Fig. 3 ausgestanzt wird. Nach dem Ausstanzen des auswärts. Weiter werden durch die Neigung der An- 25 Metallstreifens wird er zur Ausbildung der Federbüsätze der Stützglieder die Kolbenringe 10 und 11 an gel 22 längs der gestrichelten Linien 33 und zur Erihrem Innenumfang gegen die Seitenwände 17 und zeugung der Ansätze 24 längs der gestrichelten Li-18 der Ringnut 13 gedrängt, um eine Abdichtung zu nien 34 umgebogen. Der Streifen kann außerdem bewirken. Gewünschtenfalls können einige Ansätze zwecks Ausbildung der radialen Endabschnitte 26 24 radial einwärts herumgebogene Endabschnitte 26 30 der Ansätze 24 längs der Linien 36 umgebogen weraufweisen, wobei beispielsweise die an der Ober- und den. Außerdem wird der Streifen längs der Linien 37 Unterseite jedes fünften Stützglieds 21 vorgesehenen umgebogen, um die Platten 28 und 31 zu bilden, Ansätze einen einwärts herumgezogenen Endab- während der pfeilförmige Abschnitt 32 durch Biegen schnitt 26 aufweisen können oder abwechselnd je- längs der Linie 38 hervorgebracht wird, weils an der Ober- und Unterseite von voneinander 35 Wenn die Anordnung in die Kolbenringnut 13 einentfernten Stützgliedern einwärts gebogene Endab- gefügt und gemäß F i g. 1 in den Zylinder 15 eingeschnitte 26 vorgesehen sein können. Diese Ab- setzt ist, werden die Kolbenringe 10 und 11 durch schnitte 26 können dann vorgesehen sein, wenn die die Neigung der Ansätze 24 der Stützglieder 21 aus-Nut 13 verhältnismäßig tief bzw. wenn die Radial- wärts gedrängt, wobei die Innenränder der Kolbenbreite der Kolbenringe 10 und 11 verhältnismäßig 40 ringe gegen die Ober- und Unterseite 17 bzw. 18 der klein ist, um zu verhindern, daß die Anordnung an Nut 13 zu liegen kommen und eine seitliche Abdicheiner Seite des Kolbens aus der Nut herausgelangt, tung bewirken. Die Außenränder der Kolbenringe 10 wenn die Anordnung während des Einsetzens des und 11 werden durch die verbreiterten Axialab-Kolbens in den Zylinder in Richtung auf diese Seite schnitte 27 der Federbügel 22, in Axialrichtung im bewegt wird. . 45 Abstand voneinander gehalten. Bei gemäß Fig.2

Jeder U-förmige Federbügel 22 weist an seinem eingebauter Anordnung kann eine geringe schüsseläußersten Abschnitt einen verbreiterten bzw. in förmige Durchwölbung der Kolbenringe 10 und 11 Axialrichtung verlängerten Abschnitt 27 auf, der die auftreten.

Kolbenringe nahe ihrem Außenumfang im Abstand Während des Betriebs einer den Kolben 14 und

voneinander hält. Außerdem ändert sich der Quer- 50 den Zylinder 15 aufweisenden Brennkraftmaschine

schnitt jedes Schenkels über dessen Länge hinweg, fließt das von den Wänden des Zylinders 15 abge-

d. h., der Querschnitt nimmt von den Enden der streifte öl ungehindert um die Schenkel der Federbü-

Schenkel sowie vom verbreiterten Abschnitt 27 aus gel 22 herum, durch die zwischen den Stützgliedern

in Richtung der Schenkelachse ab, wie dies in den 21 vorgesehenen Zwischenräume sowie durch die

F i g. 1 und 3 veranschaulicht ist. Die Schenkel besit- 55 öffnungen 23 der Stützglieder 21 hindurch in den

zen einen solchen Querschnitt, daß bei Belastung hinter den Stützgliedern 21 liegenden Raum und von

über ihre Gesamtlänge hinweg ein gleichmäßiger dort in den Kanal 16 hinein.

Spannungszustand erzeugt wird, da sich das Trag- Die Ansätze 24 berühren die Kolbenringe 10 und heitsmoment mit dem Hebelarmmoment ändert. Mit 11 praktisch um deren gesamten Innenumfang anderen Worten ändert sich die Querschnittsfläche 60 herum. Dies wird dadurch gewährleistet, daß sich die jedes Schenkels, so daß die Fläche an jedem Punkt Ansätze um den Umfang herum über die Stützglieder der dort einwirkenden Belastung entspricht. 21 hinaus erstrecken. Durch diese Anordnung wird Die Enden der Spreizfeder sind gemäß F i g. 1 mit im Gegensatz zu Konstruktionen, bei denen die Auf-Radialplatten 28 und 31 versehen, die in eingebau- lagefläche zwischen den Kolbenringen und der tem Zustand der Anordnung aneinander anliegen 65 Spreizfeder verhältnismäßig klein ist, vermieden, daß und ungefähr dieselbe Breite besitzen wie die Stütz- die Spreizfeder sich selbst in den Innenumfang der glieder 21. Darüber hinaus sind Maßnahmen vorge- Kolbenringe einzugraben bzw. einzufressen trachtet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung der

Patentanspruch: Spreizfeder sind die U-förmigen Federbügel über ihre

gesamte Länge einer gleichbleibenden Biegespan-Spreizfeder für Kolbenringe mit umfangsmäßig nung ausgesetzt, so daß die Belastung der gesamten auf Abstand voneinander angeordneten, sich axial 5 Spreizfeder sich nicht nur gleichmäßig über den geerstreckenden Stützgliedern, die durch in der samten Umfang der Feder verteilt, sondern auch die Ringebene U-förmig gekrümmte Federbügel un- einzelnen Federbügel einer gleichmäßig verteilten tereinander verbunden sind, welche im Gebiet Belastung ausgesetzt sind. Auf diese Weise kann des U-Bogens Stützflächen aufweisen und mit keine Konzentrierung der Belastung an bestimmten Schenkeln versehen sind, die Abschnitte mit zu- io Stellen erfolgen, die zu einer verstärkten Ermüdung nehmendem und Abschnitte mit abnehmendem an diesen Stellen führt. Im Gegensatz zu den bekann-Querschnitt haben, dadurch gekenn- ten Spreizfedern wird bei der erfindungsgemäßen zeichnet, daß die Schenkel der U-förmigen Spreizfeder die Lebensdauer nicht durch die Ermü-Federbügel (22) in ihrer Mitte jeweils einen Be- dung an einer bestimmten Stelle, die der höchsten reich kleinster Querschnittsfläche aufweisen, von 15 Biegespannung ausgesetzt ist, bestimmt, während die welchem aus sich die Querschnittsfläche nach übrigen Teile der Federbügel hinsichtlich des Matebeiden Enden des Schenkels hin kontinuierlich rialaufwands und der Materialstärke überdimensioderart vergrößert, daß eine konstante Biegespan- niert sind. Erfindungsgemäß tritt vielmehr über den nung erzielt wird. gesamten Umfang der Spreizfeder und auch über die

20 Länge jedes einzelnen Federbügels eine gleichmäßig verteilte Belastung und somit eine gleichmäßige Er-

müdung auf, so daß unter optimaler Ausnutzung der

verwendeten Materialmenge und -stärke die größt- · mögliche Lebensdauer erreicht wird. Neben diesem

Die Erfindung betrifft eine Spreizfeder für Kolben- 35 Vorteil der günstigeren Durchbiegungseigenschaften ringe mit umfangsmäßig auf Abstand voneinander mit. gleichmäßig verteilter Belastung besitzt der erfinangeordneten, sich axial erstreckenden Stützgliedern, dungsgemäße Aufbau der Spreizfeder noch den Vordie durch in der Ringebene U-förmig gekrümmte teil, daß durch die Form der U-förmigen Federbügel Federbügel untereinander verbunden sind, welche im im Vergleich zu herkömmlichen Spreizfedern relativ Gebiet des U-Bogens Stützflächen aufweisen und mit 30 große offene Flächen zwischen den Stützgliedern Schenkeln versehen sind, die Abschnitte mit zuneh- vorhanden sind, die einen freien Durchtritt des Öis mendem und Abschnitte mit abnehmendem Quer- gewährleisten.

schnitt haben. Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines

Eine solche Spreizfeder für die Kolbenringe des Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Kolbens einer Brennkraftmaschine ist aus der US-PS 35 Zeichnung näher erläutert.

3004811 bekannt. Bei dieser bekannten Spreizfeder Fig. 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht der

werden die Querschnittsflächen der Schenkel der erfindungsgemäßen Spreizfeder und der Kolbenringe; U-förmigen Federbügel weitgehend konstant gehal- F i g. 2 zeigt in einem radialen Schnitt die Anord-

ten, sie besitzen z. B. über etwa der Hälfte der Länge nung der Spreizfeder und der Kolbenringe in einer der Schenkel einen konstanten Querschnitt. Durch 40 Ringnut eines in einen Zylinder eingesetzten KoI-diese Form der Schenkel der U-förmigen Federbügel bens;

werden in den verschiedenen Bereichen dieser Feder- F i g. 3 zeigt eine Teilansicht eines Materialstrei-

bügel unterschiedlich große Biegespannungen er- fens, aus dem die erfindungsgemäße Spreizfeder herzeugt. Diese unterschiedlichen Biegespannungen ha- gestellt wird.

ben ein unterschiedliches Ermüdungsverhalten der 45 Gemäß den F i g. 1 und 2 weist die Kolbenringangesamten Spreizfeder zur Folge. Die Zeitdauer, in Ordnung zwei Kolbenringe 10 und 11 sowie eine erder die volle Anpreßkraft der Spreizfeder erhalten findungsgemäße Spreizfeder 12 auf. Die Anordnung bleibt, und auch die gesamte Lebensdauer der Spreiz- kann in eine in einem Kolben 14 ausgebildete Ringfeder hängen daher bei dieser bekannten Spreizfeder nut 13 eingesetzt werden, um im Zylinder 15 einer von dem Ermüdungsverhalten der Stellen der Feder- 50 Brennkraftmaschine festgehalten zu werden. Im Kolbügel ab, die der größten Biegespannung ausgesetzt ben 14 ist außerdem ein Kanal 16 ausgebildet, der sind. von der Unterkante der Ringnut 13 nahe deren Un-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine terseite zum Inneren des Kolbens führt und zum Spreizfeder für Kolbenringe zu schaffen, bei der die Ablauf von öl aus der Nut 13 dient.
Belastung gleichmäßig über den gesamten Umfang 55 Jeder Kolbenring 10 und 11 besteht aus einem flader Spreizfeder verteilt ist, so daß keine lokalisiert an chen Metallstreifen, beispielsweise einem Federstahlbestimmten Stellen verstärkte Ermüdung des Mate- streifen, und ist mit einem Spalt versehen, so daß er rials auftritt und die der verwendeten Materialmenge sich in Radialrichtung auszudehnen vermag. Die und -stärke entsprechende maximale Lebensdauer Kolbenringe sind federnd und üben somit selbst erreicht werden kann. 60 einen gewissen auswärts gerichteten Druck gegen die

Dies wird bei einer Spreizfeder für Kolbenringe Wand des Zylinders 15 aus.

der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß da- Die Spreizfeder 12 besteht aus Federblech und ist

durch erreicht, daß die Schenkel der U-förmigen in Umfangsrichtung ausdehnbar, wenn sie mit an-Federbügel in ihrer Mitte jeweils einen Bereich klein- einanderstoßenden Enden in einen Zylinder eingester Querschnittsfläche aufweisen, von welchem aus 65 setzt ist. Ihr Bestreben, ihr Umfangsmaß zu versieh die Querschnittsfläche nach beiden Enden des großem, läßt sie einen radial auswärts gerichteten Schenkels hin kontinuierlich derart vergrößert, daß Druck gegen den Inneniimfang der Kolbenringe 10 eine konstante Biegespannung erzielt wird. und 11 ausüben und diese gegen die Zylinderwand