DE3603690C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/06—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging
- F16J9/061—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging using metallic coiled or blade springs
- F16J9/062—Coiled spring along the entire circumference
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/12—Details
- F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
- F16J9/203—Oil-scraping rings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
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)
- 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.
Priority Applications (2)
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Owner name: AE GOETZE GMBH, 51399 BURSCHEID, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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