DE2711018C2 - Ölabstreif-Kolbenring, insbesondere für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine profiliertes, ringförmig gebogenes Metallband zur Verwendung als ölabstreifer oder als Spreizfederring, insbesondere für Brennkraftmaschinen, welcher alternierende, vom Rand des Metallbandes ausgehende und im wesentlichen axial verlaufende, einander überlappende und somit federnde Stege bildende Einschnitte aufweist

Olabstreif-Kolbenringe, die aus einem beispielsweise nach außen hin offenen, im Querschnitt U-förmig profilierten und ringförmig gebogenen Metallband bestehen, sind vielfach bekannt. Derartige Kolbenringe stützen sich entweder über radial nach innen gerichtete federnde Zungen auf dem Nutgrund der Kolbennut ab oder sind im Umfangsrichtung selbstfedernd gestaltet. Bei einer besonderi bevorzugten Ausfuhrungsform sind in das Metallband abwechselnd vom Rand desselben ausgehende und im wesentlichen axial verlaufende, alternierende Einschnitte eingearbeitet, die sich im mittleren Bandbereich überlappen und somit federnde Stege bilden. Auch werden nach außen oder innen hin offen profilierte und in Umfangsrichtung federnde Metallbänder als Spreizfederringe für lamellenförmige Abstreifringe verwendet. Die Spreizfederringe weisen dann im Bereich ihrer radial inneren Flankenränder axial abgebogene Füßchen auf, die zur radialen und vielfach auch axialen Stützung der Abstreifringe dienen. Insbesondere zeigt das DE-Gebrauchsmuster 66 01 127 einen solchen, U-förmig profilierten Spreizfederring mit nach außen hin offenem Querschnitt mit verschiedenartig, am Innenumfang beidseitig axial herausgeformten Stützfüßchen zur Aufnahme von Stahlband-Lamellenringen. Die Stützfüßchen sind dabei im Bereich der Falzstellen zwischen den Flankenbereichen und dem Umfangsbereich des Spreizfederringes vorgesehen und führen dabei einseitig zu einer partiellen Verringerung der jeweils zwei Flankensegmente miteinander verbindenden Federstegbreite. Die wechselseitige Querschnittsverringerung der Federstege beeinflußt dabei

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bl) maßgeblich die Verformung der Flankensegmente beim Spannen der Spreizfederringe in Umfangsrichtung.

Die US-PS 27 64 458 beschreibt direkt das Problem der Flankenverformung derartiger Kolbenring-Konstruktionen. Beim Einbau eines solchen olabstreif-Kolbenringes läßt sich nämlich durch das Zusammendrücken des profilierten Metallbandes in Umfangsrichtung je nach Steifigkeit der Die Flankensegmente miteinander verbindenden Federstege eine Durchbiegung der Rankensegmente in axialer Richtung nicht vermeiden, da der Verformungswiderstand der Flankensegmente, bezogen auf eine tangentiale Biegeachse, in der Regel wesentlich geringer ist als der Verformungswiderstand der etwa rechtwinklig dazu verlaufenden Federstege im Bereich der mittleren Metallbandbreite. Derartige Verformungen der Ringflanken verhindern eine ganzflächige und dichtende Anlage des Ölabstreif-Kolbenringes insbesondere an der brennraumseitigen Kolbennutflanke, wodurch auch der Rankenverschleiß wesentlich erhöht wird. Aus diesem Grund ist bereits ein Nachschleifen des Ölabslreif-Kolbenringes im gespannten Zustand entsprechend dem US-Patent 27 64 458 vorgeschlagen worden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebene Art von ölabstreif-Kolbenringen dahingehend zu verbessern, daß die beim Einbau des Kolbenringes auftretenden Flankenverformungen weitgehend eliminiert werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die die Rankensegmente miteinander verbindenden Federstege jeweils zwei definierte, biegeweiche Stellen aufweisen, die außerhalb der Flankenbereiche des profilierten Metallbandes liegen. Durch die elastische Ausbildung der Federstege wird sichergestellt, daß beim Spannen des Metallbandes in Umfangsrichtung ausschließlich die Federstege im Bereich der biegeweichen Stellen überwiegend elastisch verformt werden, während die biegesteifen Flankensegmente des Metallbandes formstabil bleiben. Eine zusätzliche Nachbearbeitung der Flankensegmente kann somit durch die definierte biegeweiche Verformbarkeit der Federstege vermieden werden.

Besonders einfach lassen sich derartige biegeweiche Stellen der Federstege durch partielle Verbreiterungen der alternierenden Einschnitte erzielen, wobei es aus fertigungstechnischen Gründen empfehlenswert erscheint, die partiellen Verbreiterungen als kreisförmige Ausnehmungen zu gestalten. Die Ausnehmungen können unterschiedliche Formen, Größen und/oder Lagen aufweisen, wodurch gegebenenfalls erwünschte unsymmetrische Kraftverhältnisse im Querschnitt des Metallbandes erzielt und damit eine bewußte Verdrehung desselben in der Kolbennut erreicht bzw. unterschiedliche radiale Spreizkräfte auf die Lamellenringe ausgeübt werden.

Anstelle besonders geformter Ausnehmungen können auch andere, an sich bekannte Maßnahmen, zum Beispiel Weichglühen, zur partiellen Verringerung des Verformungswiderstandes der Federstege angewendet werden.

Die Erfindung läßt sich sowohl bei solchen ölabstretf-Kolbenringen anwenden, die aus einem Metallband mit radial nach außen hin offenem, U-förmigem Querschnitt bestehen, als auch bei Metallbändern mit radial nach innen hin offenem Querschnittsprofil, wobei im letzteren Fall das Metallband entweder direkt als Kolbenring wirkend an der Zylinderwand anliegt oder aber als Spreizfeder für mindestens einen, vorzugsweise

zwei lamellenförmigen Abstreifringe dient

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

F i g. 1,2 und 3 eine herkömmliche Ölabstre if-Kolbenring-Konstruktion in verschiedenen Darstellungen,

Fig.4, 5 und 6 eine erfindungsgemäße ölabstreif-Kolbenring-Konstruktion in den gleichen Darstellungen,

Fi g. 7 und 8 eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen ÖljbsUeif-KoIbenring-Konstruktion mit zusätzlichen Abstreifringen.

Γη F i g. 1 ist ein herkömmlicher, aus einem im Querschnitt U-förmig profilierten Metallband 1 hergestellter Ölabstreif-Kolbenring dargestellt Durch alternierend vom Rand 2,3 des Metallbandes I ausgehende, im wesentlichen axial verlaufende Einschnitte 4, S, die in der mittleren Zone 6 des Metallbandes einander überlappen und somit die Stege 7 bilden, — siehe auch hierzu Fig.2 und 3 — ist das ringförmig gebogene Metallband 1 in Umfangsrichtung federnd gestaltet Solche selbstfedernden Kolbenringe werden zur Erzielung eines radialen Dichtdruckes im Einbauzustand auf einen kleineren Durchmesser gespannt indem das Metallband I in Umfangsrichtung zusammengedrückt wird, vgl. Fig.3. Aufgrund des geringeren Verformungswiderstandes im Bereich der Flankensegmente 8, 9 biegen sich diese relativ stark durch, so daß die Flankenfiächen 10,11 des Kolbenringes nur noch einen punkt— beziehungsweise linienförmigen Kontakt mit der nicht weiter dargestellten Kolbennutflanke erreichen. Dies führt zu erhöhtem Verschleiß und Undichtig

keit

Das in den F i g. 4 bis 6 dargestellte, erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines Ölabstreif-Kolbenringes besteht ebenfalls aus einem U-förmig profilierten Metallband 12, welches durch alternierende Einschnitte 13, 14 in Umfangsrichtung federnd verformbar ist. Die Stege 15 weisen jedoch besondere biegeweiche Stellen 16, 17 auf, die beim Spannen des Metallbandes 1 sich elastisch verformen, während die Flankensegmente 18,

ι« 19 formstabil bleiben, so daß letztere im Einbauzustand — wie in F i g. 6 gezeigt — vollflächig in einer Ebene liegen und somit an der nicht weiter dargestellten

Kolbennutflanke zur Anlage kommen. Zwecks Erzielung der besonders biegeweichen

Stellen 16, 17 der Federstege 15 sind kreisförmige Ausnehmungen 20 im Bereich der Einschnitte 13, 14 vorgesehen. Die Ausnehmungen 20 sind im mittleren Meullbandbereich eingearbeitet, so daß die biegweichen Stellen 16, 17 der Federstege 15 außerhalb der

Flankensegmente 19 liegen. In F i g. 7 ist ein Ölabstreif-Kolbenring dargestellt, der aus einem nach innen hin offenen, im Querschnitt U-förmig profilierten Metallband 21 besteht, welches axial abgebogene Füßchen 22, 23 aufweist, die sich hinter lamellenförmige Abstreifringe 24,25 erstrecken. Das Metallband 21 dient in diesem Fall lediglich als Spreizfederring für die Abstreifringe 24, 25. Eine Ansicht des Metallbandes 21 zeigt Fig.8. Die alternierenden Einschnitte 26, 27 weisen an ihren Enden kreisförmige Ausnehmungen 28 auf, die zu

w entsprechend biegeweichen v^uerschnittsbereichen 29, 30 der Federstege 31 außerhalb der Flankenbereiche 32, 33 führen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Profiliertes, ringförmig gebogenes Metallband zur Verwendung als ölabstreifer oder als Spreizfederring, insbesondere für Brennkraftmaschinen, s welcher alternierende, vom Rand des Metallbandes ausgehende und im wesentlichen axial verlaufende, einander überlappende und somit federnde Stege bildende Einschnitte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federstege (15, 31) jeweils zwei definierte, biegeweiche Stellen (16, 17; 29,30) aufweisen, die außerhalb der Flankenbereiche (18,19; 32,33) des profilierten Metallbandes (12,21) liegen.

2. Metallband nach Anspruch 1, dadurch gekenn- '5 zeichnet, daß die biegeweichen Stellen (16, 17; 29, 30) der Federstege (IS; 31) durch partielle Verbreiterungen der Einschnitte (13, 14; 26, 27) gebildet sind.

3. Metallband nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20, 28) unterschiedliche Formen, Größen und/oder Lagen aufweisen.

4. Metallband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegeweichen Stellen der Federstege durch partielles Weichglühen erzeugt sind.