DE3603690C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölabstreifkolbenring für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere aus profiliertem Stahl, mit mindestens einem an der Zylinderwand anliegenden Steg und einer in der äußeren Umfangsfläche umlaufenden Nut, in deren Bereich radial Ölabflußlöcher eingestanzt sind.

Zur Rückführung überflüssigen Öles in den Kurbelwellenraum in Verbrennungskraftmaschinen sind bei Ölabstreifkolbenringen radiale Ölabflußlöcher eingefräst oder gestanzt. Bei aus profiliertem Stahlband hergestellten Ölabstreifkolbenringen werden die Ölabflußlöcher üblicherweise eingestanzt. Aufgrund des geringeren Verformungswiderstandes im Lochbereich mit entsprechend kleinem Flächenträgheitsmoment des Restquerschnittes des Stahlbandes beult das Material beim Biegen in Ringform im Bereich der Löcher aus. Beim nachfolgenden Rundläppen der Ringe erfolgt an den Beulen ein verstärkter Materialabtrag, daraus resultieren im Bereich der Beulen größere Laufstegflächen. Die Folge ist eine über dem Ringumfang ungleichmäßige Flächenpressungsverteilung.

Die Größe der Beulen (Umfangslänge und Amplitude) hängt von der Lochform und der Lochlänge bzw. vom Verlauf des Flächenträgheitsmomentes entlang der Ölabflußlöcher ab. Je größer die Lochlänge und je schroffer der Übergang des Flächenträgheitsmomentes am Lochrand, abhängig von der Lochgeometrie, desto größer ist die Beulenamplitude.

Die in der US 45 22 412 gezeigten Ölabflußflöcher mit Rechteckquerschnitt stellen die ungünstigste Lösung aller denkbaren Lochgeometrien dar. Am Lochrand ändert sich das Flächenträgheitsmoment des Profilquerschnittes sprungartig, es fällt am Lochrand auf einen konstanten Wert ab, wodurch der Krümmungsradius am Lochrand ebenfalls auf einen konstanten Wert abfällt. Der schroffe Übergang erzeugt eine große Beulenamplitude.

Ein ovales Ölabflußloch, welches der US 42 14 762 zu entnehmen ist, weist gegenüber dem rechteckigen Ölabflußloch, bei gleicher Länge und Breite, im Bereich des einen weicheren Abfall des Flächenträgheitsmomentes und damit eine flachere Abnahme des Krümmungsradius auf. Die Beulenamplitude ist gegenüber dem Rechteckquerschnitt kleiner, jedoch entstehen beim Rundläppen von Ringen aus Profilband mit ovalen Langlöchern immer noch größere Laufsteghöhen im Lochbereich als zwischen den Löchern.

Hinsichtlich dieser Zusammenhänge stellt das Rundloch, wie es die US 26 31 908 offenbart, die beste Lösung dar. Der Übergang des Flächenträgheitsmomentes am Lochrand ist sehr weich und die Lochlänge minimal, so daß die beim Wickeln entstehenden Beulen ausreichend klein sind. Bei Rundlöchern ist jedoch zu befürchten, daß sich ihre kleinen Querschnitte, insbesondere im Dieselmotorenbetrieb, mit der Zeit durch Bildung von Rückständen im Öl zusetzen. Ansteigender Ölverbrauch wäre die Folge. Aufgrund dessen ist es erforderlich, auf Langlöcher überzugehen.

Langlöcher, deren Gestalt einer elliptischen oder rautenförmigen Kontur nahekommt, offenbart die US 25 91 190 und die US 28 48 288. Diese Lochkontur dient dem angestrebten Zweck, die axiale Flexibilität des Kolbenringes zu erhöhen, um einen ständigen abdichtenden Kontakt des Ringes an der Zylinderwand und an den Seiten der Kolbenringnut zu gewährleisten. Derartige Ringe sind nicht geeignet, eine gleichmäßige radiale Flächenpressung zwischen Laufsteg des Kolbenringes und Zylinderlaufbahn zu erzeugen. Bei der US 25 91 190 sind die Laufstege unterbrochen, und bei der US 28 48 288 treten die genannten Probleme wie bei einfachen Rundlöchern auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Geometrie und Dimensionierung der Ölabflußlöcher so zu gestalten, daß das beim Wickeln des profilierten Stahlbandes an den Löchern entstehende Ausbeulen minimal bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ölabflußlöcher eine elliptische oder rautenförmige Kontur aufweisen, wobei die größere Erstreckung des Ölabflußloches in Umfangsrichtung verläuft.

Bei dieser Lochform ist der Übergang des Flächenträgheitsmomentes und damit des Krümmungsradius im Bereich des Lochrandes im Vergleich zu allen anderen denkbaren Langlochgeometrien am flachsten. Flächenträgheitsmoment und Krümmungsradius werden erst in der Lochmitte minimal. Durch die vorgeschlagene Lochgeometrie entstehen wie beim Rundloch die kleinstmöglichen Laufstegschwankungen.

Mögliche Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 Querschnitt eines Ölabstreifkolbenringes aus Stahl

Fig. 2 Draufsicht des Ölabstreifkolbenringes mit 2 Lochgemometrien.

Fig. 1 zeigt einen aus profiliertem Stahl hergestellten Ölabstreifkolbenring mit zwei Laufstegen (1, 1′) und einer in der äußeren Umfangsfläche umlaufenden Nut (2), in deren Bereich Ölabflußlöcher (3) eingestanzt sind.

Aus der Fig. 2 sind die Konturen (4, 4′) von zwei wahlweise anwendbaren Lochgeometrien der Ölabflußlöcher (3, 3′) erkennbar. Durch die vorgeschlagene Erfindung stellt sich nach den eingangs beschriebenen Zusammenhängen in den Umfangsbereichen (5 und 6, 6′) der Laufstege (1, 1′) eine ausreichend gute Parallelität der Laufstege ein, so daß über den gesamten Umfang eine gleichmäßige Flächenpressung entsteht und damit eine optimale Schmierung der Laufbahn.

Claims (1)

1. Ölabstreifkolbenring für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere aus profiliertem Stahl, mit mindestens einem an der Zylinderwand anliegenden Steg und einer in der äußeren Umfangsfläche umlaufenden Nut, in deren Bereich radial Ölabflußlöcher eingestanzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölabflußlöcher (3, 3′) eine elliptische oder rautenförmige Kontur (4, 4′) aufweisen, wobei die größere Erstreckung des Ölabflußloches (3, 3′) in Umfangsrichtung verläuft.