DE3207810A1 - Zusammengesetzter kolbenring - Google Patents

Zusammengesetzter kolbenring

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12Details
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/08Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction with expansion obtained by pressure of the medium

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Description

  • Zusammengesetzter olbenring
  • Beschreibunw Die Erfindung betrifft einen Kolbenring der im Patentanspruch 1 angegebenen Gattung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen gegen ein Fluid (Flüssigkeit oder Gas) dichten Kolbenring zur Verwendung in einer hin- und hergehenden mechanischen Einrichtung und vor allem auf einen solchen, der bei einem Brennkraftmaschinekolben, der als Gas dichtungsring bei einem Stirling-Motor oder der in einem Kompressor mit hohem-Verdichtungsverhältnis Anwendune findet.
  • Die folgende Beschreibung ist auf einen Kolbenring für eine Brennkraftmaschine abgestellt, da hierbei der Kolben ring harten und schwierigen Arbeitsbedingungen unterworfen ist.
  • In jüngerer Zeit besteht ein starkes Verlangen, Brennkraftmaschinen, die energiesparend und mit äußerst serin ger Luftverschmutzung arbeiten, zu schaffen. Um diesem Verlangen und Bedarf gerecht zu werden, wurden verschiedene Vorschläge gemacht, für welche jedoch eine Steigerung der Leistungsfähigkeit sowie des Betriebsverhaltens der Kolbenringe als einer der wesentlichsten Faktoren anzusehen ist. So ist es insbesondere von Vorteil, die Reibungskraft des Kolbenringes zu vermindern, da die dem Kolbenring eigene Reibungskraft für einen Großteil der in einer Brennkraftmaschine auftretenden Reibung verantwortlich ist. Um dieees Ziel zu erreichen, hat man der axialen Erstreckung des Kolbenringes sowie dessen Dehnkraft Aufmerksamkeit zugewendet, d.h., die axiale Erstreckung des Ringes sollte klein sein und seine radial auswärts gerichtete Dehnkraft sollte vermindert werden Der Kolbenring muß jedoch seine grundsätzliche Aufgabe in bezug auf Fluidabdichtung bzw.
  • -abdichtfähigkeit, in bezug auf Steuerung des Schmierölhaushalts und in bezug auf Abriebfestigkeit erfüllen.
  • Was das betrifft, so wird es als schwierig angesehen, einen Kolbenring derart auszubilden, daß er die Eigenschaft einer Reibungsverminderung aufweist, dabei aber dennoch seine grundsätzliche Aufgabe erfüllt und eine hohe Leistungsfähigkeit zeigt.
  • Zur Erläuterng des der Erfindmg zugrunde liegenden Standes der Technik wird auf <tie Z<ichn'ingen Bezug genommen, die in Fig. 1 bis 5 im Schnitt verschiedene Bauarten von herkömmlichen Kolbenringen zeigen.
  • Die typische Arbeitsweise eines herkömmlichen Kolbenringes wird anhand der Fig.1 erläutert. Ein Kolbenring 1 ist innerhalb einer Ringnut 4 eines Kolbens 5 angeordnet und wird gleitend längs einer Innenumfangsfläche eines Zylinders 3 hin- und herbewegt. In diesem Fall kann die primäre Reibungskraft in radialer Richtung des Kolbenringes durch die Kraft P3, die auf eine Inniinumfangsfläche 13 des Kolbenringes 1 wirkt, durch die Kraft Pl, die auf eine Außenumfangsfläche 11 des Ringes wirkt, und durch die Kraft PE, die die Selbstdehnkraft des Kolbenringes ist, zusammengefaßt werden. Die Druckverteilung, wenn eine Brennkammer auf hohem Druck ist, ist in Fig. 1 dargestellt, und hierbei ist PE vernachlässigbar, da diese Kraft sehr viel niedriger ist als Pl und P3. Für die Druckverteilung von P1 ergibt sich ein maximaler Druck p7, das ist der Druck am oberen Kolbensteg 7, und ein minimaler Druck p8, das ist der Druck am unteren Kolbenmantel 8. Die auf die Innenumfangsfläche 13 des Kolbenringes wirkende Druckverteilung hat einen gleichförmigen Druck p7, der dem Druck p7 am oberen Kolbensteg nahezu gleich ist und über einen Freiraum zwischen der Ringnut 4 sowie dem Kolbenring übertragen wird.
  • Somit kann die längs einer radialen Richtung auf den olbenring aufgebrachte Kraft durch die folgende Formel wiedergegeben werden: (P3 - Pl) = - (P7 2 p8) }, hl = (P7 - 2 . h1 worin hl die axiale Erstreckung oder die Höhe des Kolbenringes ist. Diese Kraft erreicht ihren maximalen Werft, wenn der Kolben im Bereich seines oberen Totpunktes anlangt, an welchem der Innendruck in der Brennkammer seinen höchsten Wert hat. Damit gleitet der Kolbenring an der Innenoberfläche des Zylinders mit einem extrem hohen Flächendruck, so daß der Verschleiß durch Reibung an der Innenoberfläche des Zylinders im oberen Totpunktbereich des Kolbens beträchtlich erhöht wird.
  • Ausgehend von der obigen Formel kann demzufolge die Reibungskraft durch Vermindern der Höhe hl des Kolbenringes herabgesetzt werden. Jedoch hat ein solcher Kolbenring mit einer geringen axialen Höhe keine ausreichende Wirkung in bezug auf eine Ölfilmbildung. liegen des dünnen Ölfilms auf der Zylinderinnenfläche ist das Ergebnis, daß der Vorschloiß durch Iteibung erhöht wird.
  • Ferner ist es auf Grund der geringen höhe des Kolbenringes dann sehr schwierig, einen solchen vom Stand- punkt der mechanischen Festigkeit und der Produktivität as Gußeisen zu fertigen. Auch wenn andererseits ein solcher Ring aus Stahl hergestellt wird, so ist seine Schmierfähigkeit geringer als die bei einem Gußeisenring, und ferner kann eine thermische Verformung herbeigeführt werden, die die Selbstausdehnungseigenschaft des Kolbenringes beeinträchtigt, wodurch die Abdichtfähigkeit verschlechtert wird.
  • Es wurde ein anderer Vorschlag gemacht, wobei ein auf -die Innenoberfläche des Kolbenringes wirkender Druck durch eine hierauf bezogene und dafür geeignete Anordnung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, blockiert wird. Hierbei ist ein Sekundärring 2 auf einer oberen Fläche 12 des Kolbenringes 1 angeordnet, um den zwischen der oberen Fläche 12 und der Ringnut 4 vorhandenen Spalt abzudichten.
  • Eine solche Konstruktion ist in der japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 44-66 47 (1969), in der Veröffentli chung zur japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 52-49 205 (1977) und in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 52-148 716 (log77) gezeigt. Mit einer derartigen Anordnung wird jedoch, wenn die Kolbenringnut vollständig abgeschlossen ist, der Kolbenring einem Druck ausgesetzt, der allein auf seine Außenoberfläche wirkt, was zum Ergebnis hat, daß der Ring radial einwärts gepreßt wird, wodurch seine Abdichtfähigkeit verschlechtert wird.
  • Weitere Konstruktionen bekannter Kolbenringe zeigen die Fig. 3 und 4, wobei ein Kolbenring 1 an seiner Innenumfangsfläche 13 einen abgestuften Bereich 10 hat und an diesem Bereich ein Sekundärring 2 vorgesehen ist. Bei dieser Konstruktion wird der von der oberen Fläche 12 des Ringes 1 und der oberen Fläche 42 der Ringnut 4 begrenzte Freiraum durch den Sekundärring 2 abgedichtet und gleichzeitig ein Druck auf die Innenumfangsfläche 13 des abgestuften Bereichs 10 ausgeübt Eine solche Anord- nung ist Gegenstand der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 49 47 522 (1974) und der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 52-148 716 (1977).
  • Bei einer solchen Anordnung muß jedoch die Anlage zwischen der oberen Fläche 22 des Sekundärringes 2 und der oberen Fläche der Ringnut 4 aufrechterhalten werden.
  • Zu diesem Zweck muß bei der in Fig. 3 gezeigten Konstruktion der Sekundärring 2 eine ausreichende, radial auswärts gerichtete Dehnkraft besitzen bzw. liefern, die in der Lage ist, dem Druck am oberen Kolbensteg zu widerstehen. Das hat einen extrem hohen Flächendruck der-Kolbenringgleitfläche gegen den Zylinder zum Ergebnis. Andererseits ist bei der Konstrulction gemäß Fig. 4 kein Freiraum zwischen dem Kolbenring und der Ringnut vorgesehen, so daß eine axiale Bewegung des Kolbenringes innerhalb der Ringnnut verhindert ist. In diesem Fall dürfte es nahezu unmöglich sein, Verbrennungsrückstände oder Fremkörper, die unvermeidlich während des Betriebs erzeugt werden, aus der Kolbenringnut nach außen herauszubringen.
  • Bei einer weiteren, in Fig. 5 gezeigten Kolbenringkonstruktion ist ein Sekundärring 2 zwischen einer Innenumfangsfläche 13 des Kolbenringes 1 und einer (irundfläche 43 der Ringnut gehalten. Bei dieser Anordnung wird die Anwendung eines Drucks an dem nuflager-flächenbereich des Kolbens zur Innenumihgsfläche des Kolbenringes unterbrochen, wie in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 36-10 004 (1961), in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 54-30 451 (1979) und in der USA-Patentschrift 2 504 671 beschrieben ist.
  • Eine solche Konstruktion beschränkt jedoch die Bewegung des Kolbenringes innerhalb der Ringnut sowohl in radialer wie auch in axialer Richtung, und ferner muß der Selcundärring 2 außerordentlich dünn sein. Das hat zum Ergebnis, daß der Sekundärring verformt werden kann, wodurch der Nachteil des Auftretens einer Gasleckage gegeben ist.
  • Diese Unzulänglichkeiten und Nachteile, die herkömlnlicluen Kolbenringkonstruictionen anhaften und eigen sind, erden insbesondere bei Brennkraftmaschinen augenfällig.
  • Im Fall eines Stirling-Motors wird vor allem Dichtigkeit gegen das Fluid gefordert, und bei einem Kompressor müssen solche Nachteile bei der Hochdruckabdichtung mit Hilfe eines Kolbenringes in Betracht gezogen werden.
  • Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, die oben erwähnten Nachteile und Unzulänglichkeiten, die herkömmlichen Solbenringkonstrictionen anhaften, zu beseitigen und einen Kolbenring mit verbesserten Aufbau in zusammengesetzter Bauweise zu schaffen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Kolbenring derart auszubilden, daß er in der Lage ist, den mit seiner Gleitbewegung zusammenhängenden Reibungsverlust herabzusetzen, wobei Schmieröl mit niedriger Viskosität auf Grund der Verminderung der Gefahr von Abnutzung und Reibungsverschleiß, um somit eine olbenringanordnung mit insgesamt geringem Reibungsverlust zu schaffen, zu verwenden ist.
  • Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, einen solchen olbenring zu schaffen, dessen Gas-Abdichtfähigkeit gesteigert werden kann, um somit die Anzahl der Gas-Dichtinge auf einen Ring zu reduzieren und damit die axiale Länge des Kolbens auf Grund der Verminderung des Einbauraumes für die Gas-Dichtringe herabzusetzen, so daß ein leichter und kompakter Kolben erhalten wird.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, die Menge an verbrauchtem Schmieröl auf ein Alindestmaß herabzudrücken.
  • Darüber hinaus ist es Ziel der Erfindung, eine Kolbenringanordnung mit ausgezeichneter Kühl-wirkung zu schaffen.
  • Diese und weitere Ziele der Erfindung werden durch einen Kolbenring erreicht, der die folgenden Merkmale aufweist: a) in einem oberen Teil eines Innenumfangsbereichs eines ersten Ringes wird eine ringförmige Abstufung ausgebildet; b) in einem oberen Bereich des Grundes einer Ringnut eines Kolbens wird eine ringförmige Vertiefung ausgebildet, die sich von der Ringnut radial einwärts erstreckt; c) zwischen der ringförmigen Abstufung des ersten Ringes und der ringförmigen Vertiefung der Kolbenringnut wird ein zweiter Ring angeordnet. Die untere Fläche des zweiten Ringes ist sowohl mit einer oberen Fläche der Abstufung des ersten Ringes wie auch mit einer oberen Fläche der ringförmigen Vertiefung der Kolbenringnut in Anlage, wenn der erste Ring innerhalb der Ringnut liegt und eine untere Fläche des ersten Ringes an einer unteren Fläche der Ringnut anliegt.
  • Der Erfindungsgegenstand wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen: Fig. 6 einen zusammengesetzten Kolbenring einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung im Schnitt; Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung der Druclcverteilung bei dem Kolbenring gemäß der Ausführungs form von Fig. 6; Fig. 8 eine abgebrochene perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kolbenringes; Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung der Druckverteilung in axialer Richtung bei einem Kolbenring allgemeiner Bauart; Fig. 10 eine Darstellung zur Erläuterung der Druckverteilung in axialer Richtung bei einem Kolbenring der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung; Fig. 11 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung der Druckverteilung bei einer abgewandelten Ausführungsform gemäß der Erfindung; Fig. 12 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung der Druckverteilung bei der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung; Fig. 13 bis 15 einen Kolbenring einer zweiten, dritten und vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung im Schnitt; Fig. 16 eine perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform eines olbenringes gemäß der Erfindung; Fig. 17 bis 25 weitere Ausführungsformen von Kolbenringanordnungen gemäß der Erfindung im Schnitt; Fig. 26 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung der Druckverteilung in radialer Richtung bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform eines Kolbenringes gemäß der Erfindung.
  • Bei der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung (Fig. 6 und 7)hat ein erster Ring 1 eine Außenumfangs fläche li, die an einer Innenumfangsfläche eines Zylinders 3 gleitend hin- und hergeht. Der erste Ring 1 ist mit einer von seiner oberen Fläche 12 ausgehenden ringförmigen Abstufung 10 im Bereich seiner Innenumfangs fläche 13 versehen. Im Kolben ist eine'Ringnut 4 ausgebildet, von deren Grundfläche 43 im oberen Teil der Nut 4 eine ringförmige Vertiefung 40 ausgeht, die sich radial zur Kolbenachse hin erstreckt. Zwischen die Abstufung 10 sowie die Vertiefung 40 ist ein zweiter Ring 2 eingefügt, dessen untere Fläche 24 sowohl mit einer oberen Fläche 120 der Abstufung 10 wie auch mit einer oberen Fläche 420 der Vertiefung 40 in Anlage ist. In diesem Fall ist, wie Fig. 6 zeigt, die obere Fläche 120 der Abstufung 10 in einer Flucht mit der oberen Fläche 420 der Vertiefung 40, wenn der erste Ring 1 mit der Bodenfläche 44 der Ringnut 4 in Anlage ist, so daß die untere Fläche 24 des zweiten Ringes 2 plan sein kann, um einen möglichst einfachen Aufbau und Fertigungsvorgang zu bieten. Die untere Fläche 24 des zweiten Ringes 2 ist in enger Anlage an der oberen Fläche 120 der Abstufung 10 und an der oberen Fläche 420 der Vertiefung 40. Die obere Fläche 42 der Ringnut 4 setzt sich ohne Unterbrechung in die Vertiefung 40 hinein fort. Somit wird der Druck am oberen Kolbenstegbereich auf die obere Fläche 22 des zweiten Ringes 2 über einen Freiraum einwirken, welcher zwischen der Ringnut 4 sowie dem ersten Ring 1 begrenzt ist, wobei der zweite Ring 2 kräftig gegen die oberen Flächen 120 und 420 gepreßt wird, um eine ausreichende Abdichtfähigkeit zu bieten und zu erhalten.
  • Ein hervorstechendes Merkmal der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert. Erfindungsgemäß wird auf den Kolbenring in dessen radialer Richtung aufgebrachter Druck in idealer Weise verteilt, um damit den Reibungsverlust herabzusetzen. Wie oben erwähnt wurde, ist ein Kolbenring in seiner radialen Richtung einem Druck ausgesetzt, wobei der Druck P1 auf die Außenumfangsfläche lt und der Druck P3 auf die Innenumfangs~ fläche 13 des IColbenringes wirkt. Da erfindungsgemäß der Druck und das Gas vom oberen Kolben-steg 7 her durch den zweiten Ring 2 abgesperrt werden, ist der auf den unteren Teil der Innenoberfläche 13 des Kolbenringes 1 wirkende Druck p2 äußerst niedrig und sein Wert ist nahezu dem Druck p8 gleich, der auf den unteren Teil der Außenoberfläche des Kolbenringes wirkt. Andererseits ist die Innenoberfläche 130 der Abstufung 10 durch den zweiten Ring 2 dem Druck p7 ausgesetzt, welcher im wesentlichen dem Druck am oberen Kolbensteg 7 gleich ist. Somit kann die auf den Kolbenring in radia-1er Richtung aufgebrachte Kraft durch die folgende Formcl dargestellt werden: (Kraft in radialer Richtung) = (p7 + p8) = (p7 . h3 + p2 . h2) - 2 . h1 worin ist hl: axiale Länge der Außenumfangsfläche li des ersten Ringes 1; h2: axiale Länge der Innenumfangsfläche 13 des ersten Ringes 1; h3: axiale Länge der Innenoberfläche 130 der Abstufung 10.
  • Da in diesem Fall p8 = p2 und h1 = h2 + h3 ist, folgt: (Kraft in radialer Richtung) = = ½ (P7 . h3 + p8 . h2 - p7 . h2 - p8 . h3) = = ½ (P7 - P8) (h3 - h2) Mit diesem Ausdruck ist es möglich, die auf den Kolbenring in radialer Richtung einwirkende Kraft gleich Null zu machen, was bedeutet, daß, um eine Druckeinwirkung von der Brennkammer oder der Druckkammer auf den Kolben ring zu. vermeiden, die vertikalen Strecken h3 und h2 einander gleich sein sollen Um genau zu sein, heißt das, daß die folgende Formel aufgestellt werden kann, um einen Null-Druck zu erhalten: h3 = h2 = hl h3 = h2 = h1 Im Hinblick hierauf unterliegt der Kolbenring einem in radialer Richtung wirkenden Druck allein aus seiner Selbstdehnungskraft, indem die entgegengerichtete radiale Druckanwendung vom oberen Kolbensteg oder vom Kompressionsdruck der Verdichtungskammer her gelöscht oder aufgehoben wird. Deshalb gleitet der Kolbenring an der Zylinderinnenflächc mit optimalem Druck. Das hat zum Ergebnis, daß bei dem erfindungsgemäßen Kolbenring ein Reibungsverlust weitgehend vermindert werden kann, da der Kolbenring nicht an der Zylinderfläche mit hohem Flächendruck gleitet, und das ist einer der wesentlichsten Gesichtspunkte der Erfindung.
  • Ferner wird normalerweise, was die Schmierstellen des hin- und hergehenden Mechanismus betrifft, ein Ölfilm an Kolbenring nur schwerlich gebildet. Deshalb muß ein Schmieröl hoher Viskosität verwendet werden, um einen ausreichenden Ölfilm unter Bedingungen hoher Temperatur und schwierigen Gleitens zu bilden, Aus diesem Grund wird im Zustand niedriger Temperatur und mäßigen Gleitdrucks, was für den größeren Teil der Arbeitsbedingungen des hin- und hergehenden Mechanismus zutrifft, der Reibungsverlust in ungünstiger Weise wegen der hohen Viskosität des Öls erhöht. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Anordnung liegt der Kolbenring gemäß der Erfindung gleitend. am Zylinder an, und zwar wegen der oben erwähnten Druckaufhebung mit niedrigem Anlagedruck ohne Rücksicht auf den hohen Druck von der Brenn- oder Verdichtungskåmmer her, so daß ein Ölfilm geschaffen werden kann, um auch bei Verwendung von Schmieröl niedriger Viskosität gute Verschleiß- und Abriebfestigkeit zu bieten. Eine solche Anwendung von Öl niedriger Viskosität kann erstmalig bei dem Gegenstand der Erfindung verwirklicht werden, und es kann ein Reibungsverlust an den anderen Schmierstellen, als da sind Kolben, Kurbalwelle und. Nockenwelle, herabgesetzt werden. Das hat zum Ergebnis, daß ein Kolbenring gemäß der Erfindung zur Verminderung des Reibungsverlustes im gesamten hin- und hergehemden Mechanismus bzw. in der diesen enthaltenden Maschine beiträgt.
  • Theoretisch kann der primäre Zweck der Erfindung erreicht werden, wenn die Beziehung der Höhen so einge stellt wird, daß h3 = h2 ist. Jedoch ist tatsächlich der untere Teil der Außenumfangsfläche 11 des Kolben ringes einem größeren Druck als p8 ausgesetzt, so daß P1 größer als (p7 + pe)/2 wird. In diesem Fall kann h3 hl geringfügig Srößer sein als 2 wn zu verhindern, daß der Kolbenring radial einwärts gedrückt wird.
  • Ferner liegt eines der Merkmale der.Erfindung in einer Steigerung der Gas-Abdichtfunktion. Um diese Funktion weiter zu verbessern, wird ein lippenartiger Teil 15 des ersten Ringes 1 stufenartig ausgebildet, wie Fig. 8 zeigt, wobei diese Lippen 15 in der Umfangsrichtung des Ringes vorragen. Die abgestuften Lippen verhindern den Gasdurchtritt an der Außenumfangsfläche des Kolbenringes.
  • Um die Gas-Abdichtfähigkeit noch weiter zu steigern, wird ein Gasdurchtritt an der Innenumfangsfläche des Kolbenringes nach außen berücksichtigt. Das heißt, daß, wie Fig. 9 zeigt, die Beweglichlieit des Kolbenringas in seiner axialen Richtung durch den auf die obere Fläche 12 und auf die untere Fläche 14 des Kolbenringes 1 wirkenden Druck und durch dessen Massenkraft I bestimmt wird. In Fig. 9 sind p7 der Druck am oberen Kolbensteg und pS der Druck am Kolbenmantel unmittelbar am unteren Teil des Kolbenringes. Bei einem Kolbenring der in Fig.9 gezeigten allgemeinen Bauart ist die Bedingung für das Abheben des Kolbenringes von der Bodenfläche 44 der Ringnut durch den folgenden Ausdruck darzustellen: (p7 + p8) (p7 - p8) I > p7 . T - 2 . T = 2 . T wobei T gleich der Breite des Kolbenringes in radialer Richtung ist.
  • Andererseits ist bei einem Kolbenring gemäß der Erfindung die sowohl auf die untere wie obere Fläche 14 bzw. 12 des Ringes wirkende Druckverteilung, wie Fig. 10 zeigt, zu derjenigen von Fig. 9 unterschiedlich, weil der zweite Ring 2 den Gasströmungsweg zur unteren Kol benringfläche blockiert. Bei dem Erfindungsgegenstand ist die Bedingung für das Abheben des Kolbenringes von der Bodenfläche 44 der Ringnut 4 durch den folgenden Ausdruck, in dem der zweite Ring 2 unberücksichtigt bleibt, dazustellen: I > (p7 - p8 2 p2 ) , T 2 Wenn p2 = p8, so wird der Ausdruck zu I > (p7 - p8) . T Hier-aus wird klar, daß gemäß der Erfindung, auch wenn eine zweimal so große Massenkraft wie diejenige bei einem herkömmlichen Kolbenring ausgeübt wird, der Kolbenring von der Bodenfläche der Ringnut nicht abgehoben oder zu dieser Fläche beabstandet wird. Das heißt mit anderen Worten, daß unter der Voraussetzung gleicher Masse eines Kolbenringes nach der Erfindung und nach herkömmlicher Art der Ring nach der Erfindung nicht von der Bodenfläche der Ringnut abgehoben wird, auch wenn der Motor oder Kompressor eine positive Beschleunigung erfährt, die doppelt so groß ist wie die einer herkömmlichen Maschine, in die ein üblicher Kolbenring eingebaut ist. Im Hinblick darauf ist bei hohen Drehzahlen der Maschine ein Abheben des Kolbenringes vermeidbar, um auf diese Weise einen Gasdurchtritt in dem von der unteren Fläche 14 des Kolbenringes und der Bodenfläche 44 der Ringnut begrenzten Raum zu unterbinden, In diesem Fall ist die Wirkung des zweiten Ringes vernachlässigbar, da seine Masse sehr viel kleiner als diejenige des ersten Ringes ist, so daß seine Massenkraft gering ist. Die Wahrscheinlichkeit eines Abhebens des zweiten Ringes im hohen Drehzahlbereich der Maschine ist somit kaum gegeben.
  • Um die Gas-Abdichtfähigkeit noch weiter zu steigern, kann ferner an der unteren Fläche 24 des zweiten Ringes 2 eine Vertiefung oder ein ausgespart er Bereich vorgesehen werden, wie Fig. 11 zeigt. Diese Vertiefung bewirkt, daß der Druck p2 auf die untere Fläche des zweite ten Ringes 2 ausgeübt wird und nicht der Druck p7 der maximalen Druckverteilung von Fig. 12. Der Druck p2 ist der in einem Raum 100, welcher durch die untere Innenumfangsfläche 13 des ersten Ringes 1, durch den zweiten Ring 2 sowie die Ringnut 4 bestimmt ist, herrschende Druck. Durch diese Ausbildung kann die Kraft für ein Abheben des Ringes 2 auf das allergeringste Maß herabgedrückt werden.
  • Darüber hinaus kann der Innendruck p2 im Raum 100 durch Vergrößerung des Innenvolumens desjenigen Raumes, der von der Innenfläche 13 des ersten Ringes, von der unteren Fläche 24 des zweiten Ringes und der Ringnut 4 begrenzt wird, vermindert werden. Das Gas wird unvermeidbar in den Raum eingeführt, jedoch wird wegen des großen Innenvolumens des Raumes 100 der Innendruck p2 nicht besonders erhöht.
  • Insbesondere kann gemäß der Ausbildungsform von Fig. 13 am unteren Teil der Innollumfangsflache des orsten Ringes 1 eine Kehle oder Fuge 134 ausgearbeitet werden. Gemäß einer weteren, in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform wird an der Ringnut 4 eine Furche oder zusätzliche Nut 440 ausgebildet, die mit dem Raum 100 in Verbindung steht.
  • Eine noch andere Möglichkeit zeigt die Fig. 15 auf, wonach von der unteren Fläche 24 des zweiten Ringes 2 ausgehend in diesen eine Rinne 200 eingearbeitet wird.
  • Diese Rinne sollte jedoch nicht im Bereich von Lippen des zweiten Ringes ausgebildet werden, da sonst eine Gasleckage hervorgerufen werden kann.
  • Wie aus dem Obigen hervorgeht, kann gemäß der Erfindung ein Gasdurchtritt auf Grund eines Abhebens des Kolbenringes verhindert werden, und ferner wird ein Gasdurchtritt an der Außenfläche des Kolbenringes durch die abgestufte Lippe 15 unterbunden. Insofern wird die Gas-Abdichtfähigkeit im Vergleich zu einem üblichen Kolbenring ganz beträchtlich gesteigert. enn bei einem her- kömmlichen Gas-Abdichtring in dessen axialer Erstreckung Doppelringe vorgesehen werden mußten, so wird als Ergebnis der erfindungsgemäßen Ausbildung nur ein einzelner konzentrischer Iting verwendet, der eine ausreichende und die gewünschte Wirkung bietet. Dies beruht auf der neuartigen Funktion und Ausgetaltung des Erfindungsgegen standes, die mit Bezug auf Fig. 16 erläutert wird.
  • Wenn, wie Fig. 16 zeigt, der freie Spalt zwischen den Lippen 25 des zweiten Ring es 2 in Umfangsrichtung gleich G2 und der Abstand zwischen der Innenfläche 13 des ersten Ringes 1 sowie der flingnutgrundfläche 43 gleich C2 ist, so ist der Gasströmungsbereich gleich G2 . C2. Andererseits ist der Raum 151 an den oberen Lippen 15 des ersten Ringes 1 durch die Abstufung blockiert, so daß hier ein Gasdurchtritt nicht entsteht, während an den unteren Lippen 152 ein Spalt von der Größe Gl in Umfangsrichtung vorhanden ist, so daß, wenn der Raum zwischen dem Kolben und Zylinder gleich Cl ist, der Gasströmungsbereich gleich G1 . Cl wird. Der eine Verbindung zwischen den Lippen des ersten und zweiten Ringes bildende Raum 100 wird durch die untere Fläche 24 des zweiten Ringes, die Innenfläche 13 des ersten Ringes und die Nutgrundfläche 43 bestimmt. Wenn das Innenvolumen des Raumes 100 groß ist, so wird der Druck des an den Lippen 25 des zweiten Ringes durchtretenden Gases abgesenkt, und dieses wird zum Raum 152 der unteren Lippen 15 des ersten Ringes geführt. Eine derartige Gasströmung würde zonen zur herkömmlichen Gasleckageströmung gleichartigen Zustand herbeiführen, wobei der Strömungsweg in den Spalten zwischen den oberen und unteren Gasdichtungsringen sowie dem oberen olbenstegbereich zwischen den Ringen (Kopfring und zweiter Ring) bestimmt ist. Das bedeutet, daß die Gasströmungsbereiche G2 . C2 und G1 . C1 des zweiten sowie ersten Ringes annähernd gleich zueinander sind, so daß die Konstruktion gemäß der Erfindung die gleiche Funktion ergibt, wie sie bei Doppelkolbenringen von vertikaler An- ordnung Scmaß dem Stand der Technik gegeben ist. Wenn, wie im Fall der Anwendung von zwei Kolbenringen, das Inneiivolumen des Raumes 100, das dem Innenvolumen des zwischen dem oberen und unteren Kolbenring bei einer herkömmlichen Konstruktion bestimmten Flächenb ereichs entspricht, groß ist, so kann, da der Gasdruck abnimmt, die Gas-Abdichtfunktion begünstigt werden. Gemäß der Erfindung muß der Raum 151 zwischen den oberen Lippen des Ringes 1 verschlossen werden, und deshalb soll dieserum i51 nicht mit dem abgestuften Bereich 10 verbunden sein. Ferner soll die Lage der Lippen des ersten Ringes zu denen des zweiten Ringes beabstandet sein, und der zweite Ring wird vorzugsweise so bearbeitet, daß er an einer freien Drehung in bezug zum ersten Ring gehindert ist. Es ist darüber hinaus klar, daß die Lippenabstufung am zweiten Ring anstelle der in Fig. 16 gezeigten Lippen in rechtwinkliger Ebene vorgesehen werden kann.
  • Die bisherige Beschreibung hat sich vor allem auf einen niedrigen Reibungsverlust und geringe Gasleckage bezogen, denn das sind die primaren Merkmale und Ziele des Erfindungsgegenstandes, der jedoch darüber hinaus noch zusätzliche Merkmale beinhaltet und weitere Vorteile erreichen läßt.
  • Wie oben erwähnt wurde, wird durch den.Erfindungsgegenstand ein Heben des Kolbenringes innerhalb seiner Nut wirend eines Betriebs mit hoher Drehzahl verhindert, und ein Gasaustritt an der Außenumsgsfläche des Kolben ringes wird auf ein minimales Maß herabgesetzt, weshalb eine hohe Gas-Abdichtfähigkeit erhalten wird. Durch diese Tatsache wird auch der Verbrauch an Schmieröl vermindert. Im einzelnen Fall ist es so, daß bei einem herkömmlichen Kolbenring vom unteren Teil des Zylinders aufsteigendes Schmieröl allein durch die Außenumfangs fläche des Ringes abgesperrt wird, während im Gegensatz hierzu solches ,lufsteigendes Schmieröl beim Erfindungsgegenstand durch den rückwärtigcn Seitenbereich und auch durch den Außenflächenbereich des Kolbenringes abgesperrt wird.
  • Ferner wird bei eine X erkömmlichen Kolbenring die Wärme des Kolbens nur von der oberen sowie unteren Fläche des Kolbenringes übertragen; dagegen kann beim Erfindungsge genstand, da der zweite Ring zwischen den ersten Kolbenring und die Ringnut eingesetzt ist, im Kolben angestaute Wärme schnell auf den Zylinder übertrgen werden.
  • Das hat zum Ergebnis, daß selbst bei Anwendung eines einzelnen zusammengesetzten Kolbenringes gemäß der.Erfindung die Rühllfirl;ung für den Kolben die gleiche sein dürfte und sein wird wie die ICühlwirkung, die sich bei Doppelkolbenringkonstruktionen herkömmlicher Art ergibt.
  • Grundsätzliche Merkmale und hervorstechende Wirkungen, die dem Erfindungsgegenstand eigen sind, wurden erläutert, und der olbenring gemäß der Erfindung kann für verschiedenartige Anwendungsfälle eingesetzt werden, wofür einige bevorzugte Ausbildungsformen anschließend beschrieben wurden.
  • Es soll zuerst auf die Maßverhältnisse des Kolbenringes in radialer Richtung eingegangen werden. Gemäß der ersten, in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der Außendurchmesser des zweiten Ringes 2 im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Abstufung 10 des ersten Ringes 1. Der zweite Ring liefert keine Selbstausdehnung in radialer Richtung nach außen. Es ist jedoch vorzuziehen, für eine Selbstausdehnung zu sorgen, die radial auswärts gerichtet ist, um die Spannung des ersten Ringes 1 zu unterstützen und zu ergänzen. In diesem Fall kann, da zwischen dem ersten und zweiten Ring eine Fluidabdichtung zu erhalten ist, der in Fig. 16 gezeigte Gasströmungsweg erhalten bleiben. Ferner ist cs möglich, einen zweiten iZing vorzusehen, der seinen Lippenbereich selbst schließt und zum ersten Ring, wie Fig. 17 zeigt, beabstandet ist. In diesem Fall wird der Spalt im Lippenbereich des zweiten Ringes gleich Null, da bei dieser Ausführung der zweite Ring eine radial einwärts pressende Kraft abgibt, und deshalb wird der Gasströmungsweg zwischen der oberen sowie unteren Lippe des ersten Ringes durch den Ringspalt zwischen erstem und zweiten Ring geschaffen.
  • Wie Fig. 11 zeigt, wird an der unteren Fläche 24 des zweiten Ringes überdies eine sehr kleine Vertiefung geschaffen, so daß der Druck p2 des Raumes 100 nur auf die untere Fläche übertragen wird, um dadurch ein Anheben des zweiten Ringes 2 zu verhindern. Gemäß einer anderen, in Fig. 18 gezeigten Ausführungsform der Erfindung können jedoch auch ringförmige Vorsprünge 240 an der unteren Fläche 24 des zweiten Ringes ausgebildet werden, wodurch eine gleichartige Wirkung wie mit der Ausbildung von Fig. 11 zu erhalten ist.
  • Die Fig. 19 zeigt eine Ausführungsform, wobei eine Feder 28 zwischen Ringnut und zweiten Ring 2 eingesetzt ist, um eine ganz sichere fluiddichte Ausbildung zwischen dem zweiten Ring 2, dem ersten Ring 1 und der oberen Fläche 420 der Vertiefung in der Nutgrundfläche zu erreichen. Die an der unteren Fläche des zweiten Ringes 2 (Fig. lt) ausgearbeitete Vertiefung oder der dort ausgesparte Bereich bzw. die ringförmigen Vorsprünge 240 (Fig. 18 und 19) ermöglichen es, daß der zweite Ring 2 in dichter Anlage an der oberen Fläche 120 der Abstufung des ersten Ringes und an der oberen Fläche 420 der Vertiefung im Nutengrund ist, wodurch eine ausgezeichnete Abdichtfähigkeit zu erreichen ist. Darüber hinaus kann, auch wenn die obere Fläche 420 der Vertiefung 40 in der Nut grundfläche nicht mit der oberen Fläche 120 der Ab- stufung des ersten Ringes auf Grund von unvermeidbaren Abweichungen bei der maschinellen Bearbeitung fluchtet, der zweite Ring eine Linienberührung mit den Flächen 120 und 420 wegen der sehr kleinen Verdrehung des zweiten Ringes dennoch aufrechterhalten. Insofern ist diese Ausbildung für den praktischen Gebrauch besonders zu empfehlen. Eine solche Konstruktion ist im Fall eines auf der Ausbildung der Abstufung beruhenden Verziehens oder Verwerfens des ersten Ringes von Vorteil, denn auch dann bewahrt der zweite Ring eine dichte Anlage am ersten Ring, um so die Abdichtfun1ion beizubehalten.
  • Die in Fig. 20 gezeigte Ausführungsform gemäß der Erfindung bewahrt die Dichtfähigkeit auch im Fall der oben erwähnten Bearbeitungsablfeichlmg am ersten Ring oder bei dessen Verwerfen. Hierbei ist wenigstens eine der Flächen 120 oder 420 gekrümmt ausgebildet und gleicherweise verläuft die untere Fläche 24 des zweiten Ringes in einer Bogenform. Bei dieser Ausbildung hält, auch wenn der erste Ring 1 verzogen ist, die untere Fläche 24 des zweiten Ringes eine dicllte Anlage an den Flächen 120 und 420 an einer ringförmigen Linie oder auch mehrerer solcher bzw. an einer ringförmigen Fläche zwischen den Teilen 2, 1 und 5 aufrecht, so daß die Abdichtfunktion gewährleistet ist.
  • Bei der in Fig. 21 gezeigten weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sind geneigte Abschnitte, d.h. Abschrägungen, 124 und 424 an der freien Stirnseite 123 der Abstufung des ersten Ringes 1 bzw. an der freien Stirnseite 423 der Vertiefung im Nutengrund ausgebildet, und es sind entsprechende geneigte Bereiche, d.h. Abschrägungen, 241 und 244 an der unteren Fläche24 des zweiten Ringes 2 vorhanden. Durch eine solche Ausbildung wird die Abdichtwirkung weiter gesteigert. Wenn in diesem Fall der Neigungswinkel cc groß ist, so wird auf den zweiten Ring 2 wirkender Axialdruck verstärkt auf den ersten Ring 1 übertragen, weshalb der lfirlkel ot klein sein soll, Es ist hier noch zu bemerken, daß die an der Innenumfangsflnche 13 des ersten Ringes ausgebildete Fuge 134 neben der Steigerung der Gas-Abdichtfähigkeit wirksam ein auf der Ausbildung der Abstufung 10 beruhendes Verziehen des ersten Ringes verhindert.
  • Weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in Fig. 22 und 23 zeigt. Hierbei sind die obere Fläche 120 der Abstufung 10 des ersten Ringes 1 und die obere Fläche 420 der Nutengrundvertiefung 40 miteinander in einer Flucht, sie sind jedoch mit Bezug zur radialen Erstreckung des Kolbenringes geneigt ausgebildet.
  • Ferner erzeugt der zur Anwendung kommende zweite Ring einen radial einwärts gerichteten Druck, um seinen Lippenbereich zu schließen. enn bei dieser Ausbildung auch der Druck vom oberen Kolbensteg auf den zweiten Ring nicht wirkt, so hält dieser Ring dennoch seine Anlage an den oberen Flächen 120 und 420 aufrecht. Derartige geneigte Flächen sind insbesondere als Gegenmaßnahme zu Verbrennungsrückständen in Dieselmotoren wirksam.
  • Bei der in Fig. 24 gezeigten Ausführungsform ist die Ringnut durch maschinelle Bearbeitung des Kolbenkörpers gefertigt, und in den Kolben 5 ist durch ein Fenstergußverfahren ein Kolbenringträger 9 eingegossen, der für eine Abriebfestigkeit sorgt und Flächen 91, 92 aufweist, die jeweils mit der unteren Fläche des ersten Ringes 1 bzw. des zweiten Ringes 2 in Anlage sind. Der Träger 9 kann ersichtlich so vorgesehen werden, daß er die gesamte Oberfläche der Kolbenringnut 4 bedeckt.
  • nci der in Fig. 25 gezeigten Konstruktion hat der zweite Ring 2 eine relativ kurze axiale Erstreckung (Höhe), und in dies cm Fall wird in der Ringnut 4 ein relativ großer Freiraum gebildet, in dem sich unverbranntes Gas bzw. Fremdkörper ansammeln können. Um den Freiraum klein zu halten, wird an der oberen Fläche 42 der Ringnut 4 ein ringförmiger Vorsprung 45 vorgesehen.
  • Der Erfindungsgegenstand ist auf die oben beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt. Wenn beispielsweise durch die Verbrennungsrückstände das ungünstige Aneinanderhaften (Kleben) von erstem und zweitem Ring hervorgerufen wird bzw. zu befürchten ist, so können erste und zweite Ringe mit abfallenden oder keilförmigen Berührungsflächen, wie die Fig. 22 und 23 zeigen, verwendet werden, es kann der zweite Ring gemäß Fig. 19 federbelastet sein und die untere Fläche des zweiten Ringes kann eine Vertiefung, wie die Fig. 11, 18 und 19 zeigen, aufweisen. Ferner kann zusätzlich zu einer solchen Kombination eine Vergrößerung des Raumes 100 (wie nach Fig. 13 bis 15) in Betracht gez ogen werden.
  • Die Außenumfangsfläche des ersten Ringes zeigt eine Ausgestaltung, soweit bisher erläutert wurde, die im wesentlichen derjenigen von herkömmlichen Kolbenringen gleich ist. Es ist jedoch das grundsätzliche, herausragende Merkmal des Erfindungsgegenstandes, das den Druckausgleich bzw. das Druckgl ei chgewicht zwischen Innen- und Außenflächen des Kolbenringes betrifft, nochmals hervorzuheben. Wenn beispielsweise, wie Fig. 26 zeigt, die Außenfläche des ersten Kolbenringes 1 einen konischen Flächenbereich 111 hat, so ist das Druckgleich gewicht theoretisch dadurch zu erhalten, daß die axiale Erstreckung (Höhe) h2 der Innenumfangsfläche des Ringes 1 gleich der halben Höhe von h4 gemacht wird, wobei h4 die axiale Erstreckung (Höhc) des nicht am Konus 111 beteiligten Bereichs der Außenumfan gsrläche ist. Deshalb muß, wenn der IColbonrilg einen konischen oder kegeligeri bzw. einen z.B. nach Art einer Faßhälfte gekrümmten Bereich hat, die höhe h2 der Abstufung geregelt werden.
  • Es bedarf an sich keiner Erwähnung, daß das Material für deii ersten und zweiten Ring die grundsätzliche Funiction des Erfindungsgegenstandes nicht beeinflußt oder beeinträchtigt. Als Werkstoffe kommen beispelsweise Gußeisen, Stahl, Sinterlegierung, synthetisches Harz und Faserverbundmaterialien in Betracht. Da jedoch für den zweiten Ring keine Selbstausdehnungskraft gefordert wird, ist es vorzuziehen, diesen Ring aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, z.B. aus einer Kupferlegierung, zu fertigen, so daß die Kühlwirkung fiir den Kolben gesteigort werden kann.
  • Ferner werden die Gleitflächen des ersten und zweiten Ringes bevorzugterweise einer Oberflächenbehandlung unterworfen, um die Abriebfestigkeit zu erhöhen. Beispielsweuse können nach Wahl ein Verchromen, eine Gas-Nitrierbehandlung bei niedriger Temperatur, ein Abschrecken und eine Schwefelungsbehandlung ausgeführt werden. Ferner kann der Reibungsbeiwert durch Einbetten von Material geringer Itcibung, z.B. Molybdändisulfid und Polytetrafluoräthylen, in die Gleitflächen herabgesetzt werden.
  • Wie oben erwähnt wurde, wird durch den erfindungsgemäßen Kolbenring eine Konstruktion geschaffen, die in der Lage ist, den auf die Innen- und Außenflächen des Ringes in dessen radialer Richtung wirkenden, gegenüberliegenden Druck aufzuheben, so daß der Anlagedruck des Kolbenringes an der Zylinderfläche auf dem vorbestimmten niedrigen ert auch bei Betrieb unter hohem Druck gehalten werden kann. Das hat zum Ergebnis, daß der Reibungsverhst des Kolbenringes auf ein Minimum herabgesetzt wird und daß Öl mit niedriger Viskosität verweiidet werden kanal.
  • Dcmzufolge kann der dem gesamten hin- und hergehenden Mechanismus eigene bzw. mit diesem zusammenhängende Reibungsverlust herabgesetzt werden.
  • Da ferner durch die Erfindung ein Abheben des Kolbenringes in axialer Richtung auch im hohen Drehzahlbereich der Maschine verhindert wird, kann eine Gasleckage von der Rückseite des Kolbenringes unterbunden und ferner aufsteigendes Schmieröl an diesem Teil abgesperrt werden, um auf diese Weise den Gesamtverbrauch an Schmieröl herabzudrücken.
  • Da gemäß der Erfindung der erste Ring mit einer abgestuften Lippe versehen ist, wird die Gas-Abdichtfähigkeit gesteigert. Ferner arbeitet der aus einem ersten und zweiten Ring zusammengesetzte Kolbenring als ein einziger Ixolbenring, wobei er dennoch die gleiche Abdichtwirkung wie bei einer herkömmlichen Doppelkolbenringanordnung bietet, bei der zwei Kolbenringe mit Abstand zueinander in axialer Richtung des Kolbens unter Bildung eines Kolbensteges zwischen ihnen angeordnet sind. Damit kann die axiale Länge des Kolbens vermindert und der Reibungsverlust des Kolbenringes niedrig gehalten werden.
  • Da bei dem Erfindungsgegenstand der zweite Ring eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit hat, so daß er Wärme vom Kolben an den Zylinder gut abführt, so wird ferner die Kühlwirkung verbessert und gleichzeitig kann der Reibungsverlust vermindert werden.
  • Durch die unabhängige Bewegbarkeit, die zwischen dem ersten und zweiten Ring zu erreichen ist, kann darüber hinaus die Gefahr des Zusammenklebens der Ringe auf ein Minimum herabgesetzt werden.
  • Leerseite

Claims (15)

  1. Zusammengesetzter Kolbenring Patentansprüche 1. Zusammengesetzter, in einer Ringnut eines Kolbens angeordneter Kolbenring mit einem ersten Ring, dessen Außenoberfläche als eine Gleitfläche arbeitet und der an einer Innenfläche eine Abstufung aufweist, sowie mit einem zweiten, zwischen der Abstufung und der Ringnut befindlichen Ring, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstufung (10) ringförmig ausgebildet sowie an einer oberen Fläche (12) des ersten Ringes (t) angeordnet ist, daß die Ringnut (4) eine ringförmige Vertiefung (40) im oberen Bereich ihres Nutengrundes (43) aufweist und daß der zweite Ring (2) zwischen der ringförmigen Abstufung (10) sowie der ringförmigen Vertiefung (40) angeordnet ist, wobei bei in die Ringnut (4) eingesetztem ersten Ring (1) und enger Anlage einer unteren Fläche (14) des ersten Ringes an einer Bodenfläche (44) der Ringnut (4) eine untere Fläche (24) des zweiten Ringes mit olnor oberen r?iäci,e (120) der ,Xbstllfung (10) sowic einer oberen lPl«;cllo (420) der Vertiefung (/10) in Anlage ist.
  2. 2. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß am ersten Ring (1) ein in seiner Umfangsrichtung sich erstreckender Bereich mit abgestuften Lippen (15) ausgebildet ist.
  3. 3. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß am zweiten Ring (2) Vorsprünge (240) ausgebildet sind, die mit der oberen Fläche (120) der Abstufung (10) und mit der oberen Fläche (420) der ringförmigen Vertiefung (40) in Anlage sind.
  4. 4. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die untere Fläche (24) des zweiten Ringes (2) mit einer Vertiefung versehen ist.
  5. 5. Kolbenring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Ring (1) in seinem unteren Bereich eine Fuge (134) aufweist.
  6. 6. Kolbenring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n æ e i c h n e t, daß durch die Ring-nut (4), die untere Fläche (24) des zweiten Ringes (2) sowie die Innenfläche (13) des ersten Ringes (1) ein Raum (100) begrenzt ist und daß in der Ringnut (4) eine weitere, mit dem Raum (100) in Verbindung stehende Nut (440) ausgebildet ist.
  7. -7. Kolbenring nach Anspruch l, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß an einer von einem von Lippen (25) des zweiten Ring es (2) gebildeten Bereich abgelegenen Stelle und an der unteren Fläche (24) des zweiten Ringes eine Rinne (200) ausgebildet ist.
  8. 8. Kolbenring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch S e k e n n Y e i c h n e t, daß die axiale Erstrekkung (h3) der Innenfläche (150) des ersten Ringes (1) gleich der oder größer als die Hälfte der axialen Erstreckung (hl) seiner Außenumfangsfläche (11) ist.
  9. 9. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die obere Fläche (120) der Abstufung (10) und die obere Fläche (420) der Vertiefung (Ixo) der Ringnut (4) bei Anlage des ersten Ringes (1) an der Bodenfläche (44) der Ringnut in einer Ebene liegen und daß die untere Fläche (24) des zweiten Ringes plan ist.
  10. 10. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Ring eine radial auswärts gerichtete Dehnkraft hat und daß eine Außenumfangsfläche des zweiten Ringes mit einer Innenoberfläche (i30) der Abstufung (10) des ersten Ringes in Anlage ist.
  11. 11. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i,c h n e t, daß der zweite Ring eine Dehnkraft von im wesentlichen gleich Null und einen Außendurchmesser hat, der dem Innendurchmeser der Innenoberfläche (130) der Abstufung (10) des ersten Ringes gleich ist.
  12. 12. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Ring eine radial einwärts gerichtete Druckkraft und einen gegenüber dem Innendurchmesser der Innenoberfläche (130) der Abstufung (10) des ersten Ringes geringeren Außendurchmesser hat.
  13. 13. Koibeiwiiig nach Anspruch 1 dadurch g c k e n ii z e i c h n e t, daß wenigstens eine der oberen Flächen (120 bzw. 420) der Abstufung (10) bzw. der Vertiefung (40) der Ringnut (4) und die untere Fläche (24) des zweiten Ringes (2) bogenförmig ausgestaltet sind.
  14. 14. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine freie Stirnseite (123) der oberen Fläche (120) der Abstufung (10) sowie eine freie Stirnseite (423) der oberen Fläche (420) der Vertiefung (4) eine Abschrägung (124 bzw. 424) und die untere Fläche (24) des zweiten Ringes (2) entsprechende Abschrägungen (241, 244) aufweisen.
  15. 15. olbenring nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die obere Fläche (120) der Abstufung (10) und die obere Fläche (420) der Vertiefung (40) miteinander fluchtend sowie mit Bezug zur Radialerstreckung des Kolbens (5) geneigt verlaufen und daß der zweite Ring (2) an seiner unteren Fläche (2) mit einer entsprechenden Neigung ausgebildet ist.
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