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Kolbenring für eine Brennkraftmaschine.
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Die Erfindung bezieht sich auf Kolbenringe und insbesondere auf einen
Antiausström-Kolbenring oder einen Anti-Emissions-Kolbenring, der an der Oberseite
des Kolbens angebracht werden kann.
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Bei neueren Entwicklungen von Brennkraftmaschinen wurde die Venninderung
der Maschinenausströmung oder der Maschinenabgase stark beaohtet. Eine derartige
Ausströmung kann in einem großen Maß dadurch entstehen, daß nicht aller Brennstoff,
der in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingeführt wird, verbrennt. Das Ablassen
von derartigen unverbrannten Kohlenwasserstoffen kann ganz erheblich zur Luftverschmutzung
beitragen.
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Bei einem üblichen Aufbau von Kolben und Kolbenringen ist der obere
Kompressionsring in einer Ringnut angeordnet} die axial im Abstand von der Oberseite
des Kolbens ausgebildet ist. Dadurch entsteht ein Umfangsspalt zwischen dem äußeren
Umfang des Kolbens und der Zylinderwand im Bereich oberhalb des oberen Kompressionsringes.
In dem Bereich, in dem der obere Kompressionering nicht satt und dicht gegen die
obere radiale Wandung der Ringnut anliegt, wird ebenfalls ein Ringspalt gebildet.
Wenn der Kolben sich im Zylinder wahrend des Eompressionshubes nach oben bewegt,
kann Brennstoff an der Zylindoxwandung
derwandung kondensieren und
wird in den oben erwähnten Spalt hineingedrückt. Wegen des geringen Volumens kann
in diesem Spaltabechnitt keine Verbrennung stattfinden und es besteht die Möglichkeit,
daß sich unerwiinschte Abgasprodukte ausbilden können.
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Es wurden Versuche uifternommen, dies dadurch auszuschalten, daß die
obere Kompressionsringnut so dicht als möglich bei der Oberseite des Kolbenringes
angeordnet wird. Die Anordnung der Kolbenringnut wird jedoch durch die Notwendigkeit
begrenzt, daß die Oberseite des Kolbens nicht geschächt werden darf. Palls die Ringnut
zu dicht au der Oberseite des Kolbens angeordnet wird, kann die Nut zu einer Schwächung
des Umfanges der Oberseite des Kolbens führen. Zusätzlich sei bemerkt, daß an der
Oberseite des Kolbens die schädlichsten Einflüsse für einen Kolbenring herrschen.
In diesem Bereich tritt die grdßte Hitze und der größte Druck auf und wenn man einen
üblichen Kolbenring in diesem Bereich verwendet, würde ein übermäßig starker Verschleiß
auftreten.
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Durch die Erfindung wird ein neuer Kolbenring geschaffen, der einen
U-förmigen Querschnitt aufweist, welcher zwei radial sich erstreckende, in axialem
Abstand voneinander angeordnete Schenkel bildet und einen äußeren Umfangssteg, der
die beiden Schenkel miteinander verbindet. Dieser Ring wird zusammen mit einem Kolben
verwendet, der eine in axialer Richtung schmale Ringnut aufweist, die neben der
Oberseite des Kolbens angeordnet ist. Diese Ringnut nimmt einen Schenkel des Ringes
auf. Der andere Schenkel liegt über der Oberseite des Kolbens oder wird vorzugsweise
in einer Umfangsaussparung oder in einen Umfangsabsatz aufgenommen, der in der Oberseite
des Kolbens ausgebildet ist. Der Stegabschnitt des Ringes liegt gegen die Zylinderwandung
an und dient als Kompressions- oder I)ichtungsring.
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Bei einer bevorzugten Äusführungsform kann ein Expander im Ringkanal
Ringkanal
verwendet werden, um den Umfang des Ringes in Anlage gegen die Zylinderwandung zu
drücken. Bei dem Ring kann ebenfalls die Expansionskraft verwendet werden, die während
des Arbeitstaktes erzeugt wird, um eine Abdichtung in Umfang richtung und in axialer
Richtung zu erzeugen. Der Umfang3abschnitt des Ringes dichtet gegen die Zylinderwandung
ab, während die radialen Schenkel gegen die radialen Wandungen der Nut oder der
Aussparung oder des Absatzes abdichten.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, einen neuen Anti-Emissions-Kolbenring
zu schaffen.
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Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, einen Anti-Emissionsring zu schaffen,
der einen U-förmigen Querschnitt hat und der an der Oberseite des Kolbens angeordnet
werden kann.
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Ferner ist es Ziel der Erfindung, einen Kompressionsring mit U-Profil
zu schaffen, der einen radialen Schenkel hat, der über einem Teil der Oberseite
des Kolbens anliegen kann und einen zweiten radialen Schenkel, der in einer Ringnut
sitzen kann, die im Abstand von der Oberseite des Kolbens angeordnet ist.
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Ein weiteres und spezielles Ziel der Erfindung ist es, einen Anti-Emissions-Kolbenring
mit U-Profil zu schaffen, der an der Obetseite der Ringnut angeordnet werden kann
und der einen Umfang hat, der dichtend gegen die Zylinderwandung anliegt und ferner
eine radiale Ausbildung, die derart ist, daß dieser Ring gegen eine radiale Wandung
des Kolbens ebenfalls abdichtet.
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Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen in der folgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es
zeigen: Fig. 1
Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines in einem Zylinder
angeordneten Kolbens, der mit dem erfindungsgemäßen Anti-Emissionsring ausgerüstet
ist, Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Kolbenring,
Fig. 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht des oberen Abschrlittes eines Kolbens,
der mit dem erfindungsgemäßen Kolbenring ausgerüstet ist und zwar während des Arbeits-und
Kompressionstaktes, Fig, 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, die den Kolben während
des Auslaßtaktes zeigt, Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Pig. 4, die den Kolben
während des Einlaßtaktes zeigt, Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 9, die eine
weitere Ausführungsform darstellt, Fig. 7 eine Ansicht einer dritten Ausführungsform,
Fig. 8 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform und Fig. 9 eine Scnnittansicht,
genommen längs der Linie VIIL-VIII der Fig. 8.
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Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Kolbens 10, der in der Bohrung
11 eines Zylinders 12 angeordnet ist. Der Kolbenkopf weist die üblichen Ringnuten
13, 14 und 15 auf. Kompressionsringe 16 und 17 sind in den Ringnuten 13 und 14 angeordnet
und eine Baugruppe, bestehend aus Expander-Distanzring und zwei Ölabstreifringen
18 ist in der Ringnut 15 angeordnet.
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Die Ringnut 15 weist einen Ölkanal 19 auf, über den Öl abgeführt wird,
das von den Ölabstreifringen 18 abgestreift wurde, Wie üblich ist die obere Kompressionsrin,,rnut
13 in axialem Abstand unterhalb der Oberseite 20 des Irolbenkopfes 10 angeordnet.
Ein großer Spaltabschnitt 21 ist zwischen der Wandung 22
22 der
Zylinderbohrung 11 und dem äußeren Umfang 23 des Kolbenkopfes 10 oberhalb des Ringes
16 vorhanden. Wahrend des Kompressions- und Arbeitstaktes, wenn der Ring 16 gegen
den Boden der radialen Wandung 24 der Ringnut 13 gepreßt wird, wird ein zusätzlicher
Spaltbereich im Gebiet 25 zwischen der oberen radialen Wandung 26 der Nut 13 und
der Oberseite des Ringes 16 ausgebildet und zwischen der Rückwandung 27 der Nut
13 und der Hinterseite des Ringes 16. Während der Kompression wird Brennstoff, der
in den Zylinder eingeführt ist, in die Spalte 21 und 25 hineingepreBt. Bei den meisten
Brennkraftmaschinen ist die Zylinderwandung 22 kälter als der Kolbenkopf 10 oder
das Innere der Zylinderbohrung 11. Daduroh ist es möglich, daß der Brennstoff ganz
an der Zylinderwandung kondensieren kann. Der kondensierte Brennstoff kann im wesentlichen
die Spalträume 21 und 25 füllen.
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Diese Spalträume können zu klein sein, um eine Verbrennung des kondensierten
Brennstoffes in diesen Räumen während des Arbeitstaktes der Maschine zu ermöglichen.
Dadurch wird eine gewisse Menge an unverbranntem Brennstoff während eines jeden
Zyklus der Brennkraftmaschine erzeugt und dadurch können verschmutzte Abgase aus
der Brennkraftmaschine austreten. Da der obere Kompressionsring 16 niemals das obere
Ende der Zylinderbohrung erreicht, können sich Kohlenstoffablagerungen in der wandung
22 und in der oberen Ringnut 13 ausbilden.
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Diese Kohlenstoffablagerungen beeinflussen die Betriebsweise der Brennkraftmaschine
sehr nachteilig und können ihrerseits ferner zur Verschmutzung der Abgase der Brennkraftmaschine
beitragen.
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Um diese Nachteile auszuschalten und um die Verschmutzungen zu v?rmindern,
die durch den Betrieb von Brennkraftmaschinen erzeugt werden, wird durch die Erfindung
ein Abgassteuerring 30 an der Oberseite 20 des Kolbenkopfes 10 vorgesehen. Dieser
Ring weist im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt auf und
und
hat radial gerichtete obere und untere Schenkel 31 und 32 und einen axial sich erstreckenden
Stegabschnitt 33, der die Schenkel 31 und 32 an deren äußeren Umfängen miteinander
verbindet.
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Der Ring 30 kann entweder gegossen oder gewalzt sein. Der Stegabschnitt
33 kann in axialer Richtung etwas abgerundet sein und kann eine harte Oberflächenbeschichtung
am äußeren Umfang aufweisen, um die Lebensdauer des Ringes zu erhöhen und um den
Verschleiß herabzusetzen. Der äußere Umfang des Steges 33 liegt gegen die Zylinderwandung
22 an und verhindert die Ausbildung von Kohlenstoffablagerungen und verhindert,
daß Brennstoff in den Spalträumen 21 und 25 kondensieren kann.
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Der U-förmige Querschnitt des Ringes 30 ermöglicht, daß der Ring an
der Oberseite des golbenskopfea 10 angeordnet werden kann, wobei gleichzeitig eine
bessere Abdichtung erzielt wird, als sie mit einem vollen Ring erzielt werden kann.
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Wie Fig. 3 zeigt, ist der Ring 30 an der Oberseite des Kolbenkopfes
angeordnet und weist einen oberen radialen Schenkel 31 auf, der an der Oberseite
20 liegt und einen unteren radialen Schenkel 32, der von einer radialen Ringnut
33 aufgenommen wird, die in axialem Abstand von der Oberseite 20 des Kolbenringes
geordnet ist. Der Ring 30 ist gespalten und weist Stoßenden 35 und 36 auf. Der Ring
ist derart gestaltet, daß er in zusammengedrücktem Zustand in eine Zylinderbohrung
eingesstzt werden kann und nach dem Einsetzen kann sich der Ring etwas ausdehnen
und gegen die Zylinderwandung 22 anlegen. Die Ringnut 33 ist derart bemessen, daß
diese den radialen Schenkel 32 aufnimmt. Vorzugsweise hat die Ringnut 33 eine axiale
Höhe, die etwas größer ist als die axiale Hohe des Schenkels 52, so daß eine freie
Bewegung des Schenkels in dieser Nut möglich ist. Ferner hat die Ringnut 33 eine
radiale Tiefe, die es ermöglicht, daß der Schenkel 32 aufgenommen
nommen
werden kann, ohne daß er gegen den Boden der Nut anliegt. Die Nut 33 kann axial
unterhalb der Oberseite 20 des Kolbenkopfes 10 um eine Strecke entfernt angeordnet
werden, die es ermöglicht, daß der Schenkel 31 auf der Oberseite 20 liegt, Vorzugsweise
ist jedoch die Abmessung derart, daß die obere radiale Wandung 34 des oberen Schenkels
31 mit der Oberseite 20 des Kolbenkopfes 10 fluchtet.
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Eine Umfangskante oder Umfangsaussparung 35 ist um die Oberseite des
Kolbenskopfes 10 vorgenommen und diese Ausparung nimmt den Schenkel 31 auf. Diese
Aussparung 35 hat eine axiale Wandung 36, die etwas länger ist als die axiale Breite
des Schenkels 31 und ferner eine radiale Wandung 37, die sich radial in den Kolbenkopf
10 um eine Strecke hinein erstreckt, die größer ist als die Strecke, um die der
Schenkel 31 von der Seite 23 des Kolbenkopfes 10 aus radial in Betrieb eintritt.
Der Schenkel 31 liegt nicht gegen die axiale Wandung 36 an und ein Raum 38 ist zwischen
dem inneren Umfang 39 des Schenkels 31 und der Wandung 36 der Aussparung 35 vorgesehen.
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Eine zweite Aussparung 40 kann am äußeren Umfang der Aussparung 35
vorgesehen sein und diese Aussparung weist eine radiale Wandung 41 und eine axiale
Wandung 42 auf. Die Aussparung 40 bildet einen Sitz für einen Expansionsring 43,
der gegen den inneren Umfang 44 des Stegabschnittes 33 des Ringes 30 einxvirkt.
Der dargestellte Expansionering 43 ist ein Wellenring, wobei die inneren Umfänge
der Wellen gegen die Wandung 42 der Nut 40 anliegen und die äußeren Umfange der
Welle gegen den inneren Umfang 44 des Stegabsohnittes 33 des Ringes. Auf diese Weise
wird in Umfangsrichtung der Ring in eine dichte Anlage gegen die Wandung 22 der
Zylinderbohrung 11 geknickt. Der äußere Umfang des Steges 33 weist eine verschleißfeste
Beschichtung 45 auf.
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Das
Das U-Profil des Ringes 30 entspricht den Abmessungen
der Nut 33 und der Aussparung 35 und diese Teile arbeiten zusammen, um die Abdichtung
des Zündraumes 46 der Zylinderbohrung 11 oberhalb der Oberseite 20 des Kolbens 10
zu unterstützen.
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Fig. 3 zeigt den Abdichtungseffekt während des Arbeits- und Kompressionstaktes.
Die Teile stellen die Wirkung des sich ausdehnenden Verbrennungsgases während des
Arbeitstaktes dar, sowie die komprimierten Brennstoffdämpfe während des Kompressionstaktes.
Die Tiefe der axialen Wandung 36 der Aussparung 35 ist vorzugsweise groß genug,
so daß die axiale Kraft der Gase, die durch die Pfeile 37 angedeutet ist, und die
auf die Oberseite 31 des Ringes 30 einsv-lrkt, nicht ausreicht um zu bewirken, daß
der Schenkel 31 in eine Dichtungsanlage gegen die radiale Wandung 37 der Aussparung
verbogen wird. Ein gewisser Teil der unter Druck stehenden Gase kann in den Raum
38 zwischen der Rückseite 39 des Schenkels 31 und der axialen Wandung 36 der Aussparung
eintreten und kann in den Raum 48 zwischen dem Kolben 10 und dem inneren Umfang
44 des Stegabsohnittes des Ringes gelangen. Die Gase sind hier wirksam und pressen
den Ring radial nach außen gegen die Zylinderwandung 22. Zusätzlich wirken die Gase
gegen die Oberseite 49 des unteren Schenkels 32, um diesen Schenkel in eine Dichtungsanlage
gegen die radiale Wandung 50 der Nut 33 zu drücken. Wegen der Temperatur des Kolbenkopfes
10 kann der-Brennstoffdampf innerhalb des Ringes während des Kompressionstaktes
nicht derart kondensieren, wie er bei einem Kontakt mit der kalten Zylinderwandung
22 kondensieren könnte.
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Sowohl während des Kompressionstaktes als auch während des Arbeitstaktes
werden deshalb Brennstoffdämpfe, die sich im Raum oberhalb der Oberseite 20 des
Kolbenkopfes 10 befinden, in diesem Raum gehalten mit Ausnahme einer geringen Menge,
die innerhalb des Ringes 30 auf diesen einwirken kann, Da der Kolbenring 30 an der
Oberseite des Kolbens angeordnet ist,
ist und da dieser Kolben
sowohl komprimierte Gase als Verbrennungsgase verwendet, um die Abdichtung gegen
die Zylinderwandung zu unterstützen, ist die Abdichtung wirksamer als bei einem
üblichen oberen Kompressionsring, wie beispielsweise dem Kompressionsring 16. Die
Gase haben nicht so einen weiten Weg, ehe sie den Dichtungsdruck auf den Ring ausüben
und dadurch wird ein Zeitverlust zwischen Verbrennung und Abdichtung stark herabgesetzt.
Die Menge der Gase, die am Ring vorbeigeblasen werden, wird ferner auf ein Minimum
herabgesetzt.
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Fig. 4 zeigt die Gasströmung und die Stellung des Ringes wahrend des
Auslaßtaktes. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbenkopfes 10 während des Auslaßtaktes
sowie durch das Vorhandensein von Druckgasen im Hohlraum 48 wird die Unterseite
des Schenkels 32 des Ringes 30 in Dichtungsanlage gegen die Wandung 50 der Nut 33
gehalten. Da der größte Teil des Brennstoffdampfes im Raum 48 nicht kondensiert
ist und zwar wegen der Temperatur des Kolbenskopfes 10, kann der Dampf, von dem
angenommen wird, daß er nicht verbrannt ist, frei aus dem Raum 48 durch den Spalt
38 austreten und zwar wegen der Druckabnahme im Brennabsohnitt 46. Der Dampf gelangt
sehr früh mit den heißen Verbrennungsgasen in Berührung und kann verbrannt werden.
Es ist zu erkennen, daß der Raum unterhalb des-RinZes gegenüber dem Brennraum 46
abgedichtet ist und zwar durch den Dichtungskontakt zwischen dem äußeren Umfang
des Ringes 30 und der Zylinderwandung 22 und wegen der Dichtungsanlage zwischen
dem unteren Schenkel 32 und der radialen Wandung 50 der Nut 39 während des Auslaßtaktes.
Da der Brennstoffdampf nicht im Raum 48 kondensiert, kann er in diesem Raum während
des Arbeitstaktes verbrennen und di o erzeugten Gase können während des Auslaßtaktes
abgelassen werden.
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Die Pig, 5 zeigt die Stellung des Ringes während des Einlaßtaktes.
Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Kolbenkopf 10 nach
nach unten,
um Brennstoffdampf in den Verbrennungsabsahnitt 46 einzusaugen. Es ist zu wenig
Gas im Raum 48 vorhanden, um den unteren Schenkel 32 des Ringes gegen die Wandung
50 der Nut 33 zu drücken, Die Abwärtsbewegung des Kolbenkopfes, verbunden mit der
Trägheit des Ringes und das Vorhandensein eines verminderten Druckes im Verbrennungsraum
46 bewirken, daß sich der Ring 33 gegenüber dem Kolbenkopf 10 abhebt, bis die Oberseite
des Schenkels 32 gegen die obere Wandung 51 der Nut 33 anliegt und hier eine Dichtung
bildet. Falls noch irgendwelche Dämpfe im Raum 48 vorhanden sein sollten, so könnten
diese durch den Spalt 38 austreten und sich mit den Dämpfen in der Brennkammer 46
vereinigen.
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Der Ring 30 dichtet also die Brennkammer 46 nicht nur während des
Arbeitstaktes sondern auch während des Ausstoßtaktea und des Kompressionstaktes.
Weiterhin ist der Ring 30 wirksam, um den Raum auf ein Minimum zu verringern, in
dem gegebenenfalls Brennstoffdämpfe während des Zündtaktes der Brennkraftmasohine
unverbrannt verbleiben können. Der Ring 30 wirkt sowohl als Kompressionsring als
auch als Emissions-Steuerring.
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In Fig. 6 ist eine abgeanderte Ausführungsform des Ringes dargestellt.
Der Kolbenkopf weist eine Aussparung 60 auf, die an einer äußeren Umfangswand 61
endet, die einen äußeren Durchmesser hat, der kleiner ist als der äußere Durchmesser
62 des dbrigen eiles des Kolbenkopfes. Die Wandung 61 erstreckt sich von der radialen
Wandung 63 der Aussparung 60 bis zur Nut 33. Ein Expander 65 aus einem elastomeren
Material ist zwischen der Wandung 61 und dem inneren Umfang des Ringes 30 angeordnet.
Der Expander aus einem elastomeren Material ist derart bemessen, daß dieser den
größten Teil des Raumes zwischen der Wandung 61 und dem inneren Umfang des Ringes
füllt, so daß dieser Expander in axialer Richtung eine Dichtungssperre bildet. Ferner
wird durch diese Ausbildung des Expanders der Spaltraum im Innern des Ringes vermindert.
Die Brennstoffdämpfe befinden sich nur nooh im Raum 66
66 unterhalb
des oberen Schenkels 31 des Ringes 3G und oberhalb der Wandung 63 der Aussparung
60 und oberhalb der Oberseite des Expanders 65 aus einem elastomeren Material.
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Da die Gase in der Brennkammer 46 gegen die Rückseite 38 des oberen
Schenkels 31 des Ringes 30 und gegen einen Teil des inneren Umfangs des Steges 33
einwirken können, wird eine Dichtung in der gleichen Weise erzielt, wie bei dem
vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß die Gase nicht gegen
den unteren Schenkel 32 des Ringes einwirken. Ausgenommen ist hier eine Einwirkung
über eine Kompression des Expanders aus elastomerem Material.
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Fig. 7 zeigt eine weitere abgeänderte AusfXlrungsform des erfindungsgemäßen
Ringes. Der Ring 70 hat im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt. Der Ring 70
weist einen oberen radialen Schenkel 71 und einen unteren radialen Schenkel 72 auf.
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Diese beiden Schenkel werden im Abstand durch einen äußeren Umfangsstegabschnitt
73 gehalten. Der Kolben 10 weist eine radial sich erstreckende Ringnut 74 auf, die
in axialem Abstand von der Oberseite 20 des Kolbenkopfes 10 angeordnet ist. Eine
Umfangsaussparung 75 erstreckt sich um die Oberseite des Kolbenskopfes 10 herum.
Die Umfangsaussparung 75 weist eine axiale Wandung 76 auf, die eine Lange hat, die
etwa gleich der Breite des radialen Schenkels 71 des Ringes 70 ist. Eine radiale
Wandung 77 der Aussparung 75 erstreckt sich von der axialen Wandung 76 nach außen
bis zu einer radialen Wandung 78, die einen äußeren Durchmesser hat, der geringer
ist als der äußere Durchmesser 79 des Rauptabschnittes des Kolbemkopfes. Die Wandung
78 erstreckt sich von der Wandung 77 der Aussparung 75 bis zur Ringnut 74.
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Ein Steg 80 wird durch die radiale Wandung 77, die axiale Wandung
78 und die Ringnut 74 gebildet. Dieser Stegabschnitt 80 weist eine axiale Länge
ald, die im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den radialen Schenkeln 71 und
72 des Ringes 70 ist, so daß der Ring 70 auf dem Steg 80 sitzen kann.
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kann. Der Steg 80 wirkt als ein Abschnitt eines Paßsitzes und das
offene Profil des Ringes 70 wirkt als anderer Abschnitt des Paßsitzes.
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Eine Expanderfeder 81, die als Wellenfeder dargestellt ist, ist zwischen
der axialen Wandung 78 wld dem inneren Umfang des Stegabschnittes 73 des Ringes
70 angeordnet, um den äußeren Umfang des Ringes in Dichtungsanlage gegen die Wandung
22 der Zylinderbohrinig zu drücken. Da der Ring 70 am Stegabschnitt 80 sitzt, liegt
die untere Wandung 82 des Schenkels 71 in Dichtungsanlage gegen die radiale Wandung
77 der Aussparung 75 an und verbleibt in dieser Lage während des Betriebes der Brennkraftmaschine.
Der Raum hinter dem Ring 70 steht deshalb nicht mit der Brennkammer in Verbindung
und es kann kein Brennstoffdampf in diesen Ring eindringen. Der Ring 70 weist im
Betrieb eine minimale Reibung auf, da die Brenngase lediglich gegen den Schenkel
71 des Ringes wirken.
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Um zu verhindern, daß sich ein Druck hinter dem inneren Umfang des
Ringes aufbaut und zwar infolge eines Durohleckens an der Dichtung zwischen dem
Schenkel 71 und der Wandung 77 ist eine Entlüftung 85 vorgesehen, um den Raum mit
der Niederdruckseite unterhalb des Ringes 70 zu verbinden.
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Um ferner die Reibung zu vermindern, und um die Wirkung der Gase gegen
den Ring 71 abzugleichen, können Dichtungswülste 86 größeren Durchmessers am äußeren
Umfang des Stegabschnittes 73 vorgesehen sein. Die Wülste 86 können, wie bei 87
gezeigt, mit einem harten verschleißfesten Material beschichtet sein, Die Wülste
86 sind vorzugsweise in axialem Abstand voneinander angeordnet und verlaufen entweder
kontinuierlich um den Umfang herum oder in Form von Segmenten. In den Pällen, in
denen die Wülste kontinuierlich um den Umfang herumlaufen, ist zur Verhindern eines
Druckaufbaues im Raum 88.zwischen den Wülsten eine Entlüftung 89 torgesehen, um
den Raum 88 in den
den Raum hinter dem inneren Umfang des Steges
hinein zu entlüften, Gase können deshalb aus diesem Raum durch die Entlüftung 85
hindurch austreten.
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Fig. 8 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des in Fig. 7 dargestellten
Ringes. Der Stegabschnitt 80 ist wie bei 91 und 92 dargestellt, am oberen und unteren
Umfang abgeschrägt, um den Kontaktbereich zwischen dem Steg und den Schenkeln 71
und 72 des Kolbensringes 70 zu vermindern. Dadurch wird ein größeres radiales Ansprechen
des Ringes 70 erzielt, während gleichzeitig die Dichtungsanlage zwischen dem Schenkel
71 und der radialen Wandung 77 der Aussparung 75 aufrecht erhalten wird.
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Die Abschrägungen-91 und 92 dienen ferner zur leichteren Isolation
des Ringes.
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In den Fällen, in denen die Zylinderbohrung 11 mit einer Abschrägung
versehen ist, wie es bei 93 gezeigt ist, kann die obere Wulst 86 axial nach unten
versetzt werden und zwar in eine Stellung, die bei 94 angezeigt ist, damit dieser
Wulst frei von der Abschrägung 93 ist, wenn sich der Kolbenkopf 10 am oberen Totpunkt
seines Hubes befindet. Die untere Wulst 95 kann an irgend einer Stelle unterhalb
der oberen Wulst 94 angeordnet sein und zwar an einer solchen Stelle, daß der Abgleich
des Ringes bei seiner Anlage gegen die Wandung 22 der Zylinderbohrung 11 in bestmöglicher
Weise erfolgen kann.
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Wie bereits dargelegt, kann der erfindungsgemäße Ring ein gegossener
Ring sein oder dieser Ring kann zu einem U-Profll gewalzt sein. Die verminderte
Dicke des Ringes vergliohen mit Standard-Kompressionsringen ermöglicht ein besseres
Ansprechen des Ringes auf die Betriebsbedingungen der Brennkraftmasohine, Wegen
der großen'Temperaturen, die an der Oberseite des Kolbens auftreten, werden normale
Kompressionsringe außerordentlich stark abgenutzt. Aus diesem Grund sind die erfindungsgemäßen
Ringe vorzugsweise mittels eines Flammen-5 prühverfahrens
sprühverfahrens
beschichtet und zwar mit Molybdän oder ähnlichen Metallen. Die Ringe können auch
mittels eines Plasmastrahlverfahrens mit hitzebeständigen Metallegierungen beschichtet
sein, wie es in der US-Patentanmeldung Serial No.
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696 645 beschrieben wird.
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Es ist zu erkennen, daß durch die Erfindung ein neuer Kolbenring geschaffen
wird, der im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt hat und der an der Oberseite
eines Kolbens angeordnet werden kann, um das Durchblasen zu vermindern und um die
Abscheidung von Kohlenstoff herabzusetzen, während gleichzeitig die Bildung von
unverbrannten Kohlenwasserstoffen verhindert wird, die durch eine Kondensation von
Brennstoffdämpfen an der Zylinderwand erzeugt wird, wobei diese Kondensationsprodulct
in den Spalträumen zwischen dem Kolbenkopf und der Zylinderwandung bei den bisher
bekannten Einrichtungen eingefangen werden.
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Patentans prüche