DE60302321T2 - Zusammengesetzter Ölring - Google Patents

Zusammengesetzter Ölring Download PDF

Info

Publication number
DE60302321T2
DE60302321T2 DE60302321T DE60302321T DE60302321T2 DE 60302321 T2 DE60302321 T2 DE 60302321T2 DE 60302321 T DE60302321 T DE 60302321T DE 60302321 T DE60302321 T DE 60302321T DE 60302321 T2 DE60302321 T2 DE 60302321T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oil ring
rail
outer circumferential
oil
friction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60302321T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60302321D1 (de
Inventor
Masakazu Arlington Heights Katumaru
Seiji Tamaki
Masami Kawasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TPR Co Ltd
Original Assignee
Teikoku Piston Ring Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teikoku Piston Ring Co Ltd filed Critical Teikoku Piston Ring Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE60302321D1 publication Critical patent/DE60302321D1/de
Publication of DE60302321T2 publication Critical patent/DE60302321T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F16J9/26Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
    • 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
    • F16J9/06Piston-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
    • F16J9/061Piston-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
    • 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
    • F16J9/06Piston-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
    • F16J9/061Piston-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
    • F16J9/062Coiled spring along the entire circumference

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen kombinierten bzw. zusammengesetzten Ölring für eine Ölsteuerung bzw. -kontrolle, die auf Kolben in Hubkolben-Verbrennungsmaschinen und Verdichtern usw. angebracht ist.
  • Die Druckschriften US-A-2 614 809, US-A-2 712 971 und US-A-6 039 321 beschreiben alle Kolbenringanordnungen zur Verwendung in Verbrennungskraftmaschinen. Anspruch 1 ist gegenüber der Druckschrift US-A-2 614 809 abgegrenzt.
  • Zweiteilige zusammengesetzte Ölringe aus Stahl mit einem Ölring und einem Expander werden bei Verbrennungskraftmaschinen verwendet. Der zusammengesetzte Ölring wird oftmals in Dieselmaschinen bzw. -motoren verwendet. In neuerer Zeit jedoch werden zusammengesetzte Ölringe, aufgrund ihrer ausgezeichneten Haltbarkeit und geringen Rate eines durch Abnutzung bedingten Spannungsabfalls, oftmals in Benzinmaschinen verwendet. Der Bedarf nach einem geringen Kraftstoffverbrauch in den letzten Jahren hat ebenfalls zu den Anforderungen einer geringen Reibung selbst in Ölringen geführt. Messungen, die zum Reduzieren einer Reibung in Ölringen durchgeführt werden, umfassen eine Verringerung der Spannung und eine Behandlung der Oberfläche für eine geringe Reibung der äußeren umfänglichen Oberfläche und der oberen und unteren Oberfläche.
  • Der Ölring 5A des zweiteiligen zusammengesetzten Ölrings 4A, wie in den 6A und 6B gezeigt ist, hat eine obere und untere Schiene 7A und 8A, die durch einen Steg bzw. ein Gewebe 9 verbunden sind. Zahlreiche Öllöcher 22 sind in dem Gewebe 9 gebildet, um zu ermöglichen, dass durch die Schienen abgestreiftes Öl durchgelangen kann. Ein äußerer umfänglicher Vorsprung 10A der oberen Schiene 7A ist in einem grob trapezförmigen Querschnitt gebildet, der durch eine äußere umfängliche Oberfläche 11A definiert ist, wodurch eine flache Oberfläche und eine obere und untere Oberflächen 12A und 13A gebildet werden, wodurch ein Paar von schrägen Oberflächen gebildet werden, die sich zu der Oberfläche 11A verbinden. Die äußere umfängliche Oberfläche 11A und die obere und untere Oberfläche 12A und 13A bilden scharfe Ecken. Die untere Schiene 8A ist wie die obere Schiene 7A gebildet. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet einen Kolben, 2 bezeichnet einen Zylinder, 3 bezeichnet eine Ringnut und 6 bezeichnet einen Spulenexpander.
  • Ein zusammengesetzter Ölring wurde im Stand der Technik offenbart, um den Verbrauch von schmierendem Öl zu verringern und die Verschleiß- bzw. Abriebfestigkeit zu verbessern, indem die äußere umfängliche Oberfläche der Schiene als eine Bogenoberfläche gebildet wird, deren höchster Punkt bei der Mitte der axialen Schienenbreite angeordnet ist (siehe japanisches Gebrauchsmuster Nr. 4-95169).
  • Ein zusammengesetzter Ölring wurde im Stand der Technik offenbart, um den Ölabzieheffekt zu begrenzen, wenn der Kolben nach oben gleitet, indem die äußere umfängliche Oberfläche der Schiene als eine flache Oberfläche und eine zulaufende Oberfläche gebildet wird (siehe japanische Patentveröffentlichung Nr. 9-144881).
  • Die vorstehend beschriebenen zusammengesetzten Ölringe des Standes der Technik brachten folgende Probleme während einer gleitenden axialen Bewegung in dem Zylinder mit sich, solange dieser in der Ringnut eines Kolbens angebracht war. Der zusammengesetzte Ölring des Standes der Technik, der nur mit einer flachen Oberfläche als die äußere umfängliche Oberfläche der Schiene gebildet war, hatte das Problem, dass die Reibung manchmal anstieg, da die scharfen Ecken auf dem äußeren Umfang der Schiene die innere umfängliche Oberfläche des Zylinders an örtlich begrenzten Abschnitten aufgrund einer sekundären Bewegung des Zylinders berührten. Der zusammengesetzte Ölring des Standes der Technik, der mit einer gebogenen Oberfläche als die äußere umfängliche Oberfläche der Schiene gebildet war, hatte das Problem, dass ein Anpress- bzw. Kontaktdruck aufgrund einer Berührungslinie umfänglich zu der inneren umfänglichen Oberfläche des Zylinders zu hoch wurde und die Reibung sich manchmal erhöhte. Der zusammengesetzte Ölring des Standes der Technik, der mit einer flachen Oberfläche und einer zulaufenden Oberfläche als die äußere umfängliche Oberfläche der Schiene gebildet war, hatte das Problem, dass die Reibung bisweilen anstieg, bedingt durch die untere Ecke auf dem äußeren Umfang der unteren Schiene, während der Kolben sich nach unten bewegte. Außerdem berührte, wenn der Kolben geneigt oder ansteigend war, die scharfe obere Ecke auf dem äußeren Umfang der oberen Schiene die innere umfängliche Oberfläche des Zylinders an festen Abschnitten und die Reibung erhöhte sich mitunter.
  • In Anbetracht der vorstehenden Probleme bei dem Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung das Ziel, einen zusammengesetzten Ölring bereitzustellen, um eine Reibung zu reduzieren und ebenfalls gute Ölabzieheigenschaften zu haben.
  • Um die vorstehenden Ziele zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung einen zusammengesetzten Ölring gemäß Anspruch 1 bereit. Insbesondere besteht der zusammengesetzte Ölring aus einem Ölring mit einer oberen und unteren Schie ne und einem Expander zum Anlegen eines Anpressdrucks radial nach außen auf den Ölring, wobei die äußeren umfänglichen Oberflächen der oberen und unteren Schiene des Ölrings aus einer rohr- bzw. fassgeformten gebogenen Oberfläche bestehen, deren höchster Punkt bei der unteren Seite axial von der Mitte der axialen Schienenbreite angeordnet ist.
  • Dieser Aufbau dient dazu, eine Erhöhung der Reibung während einer gleitenden Bewegung innerhalb der Zylinderbohrung zu unterdrücken, was an festen Abschnitten aufgrund der äußeren umfänglichen Ecke der Schiene auftritt, und um die Reibung zu verringern. Darüber hinaus werden die Ölabzieheigenschaft und die Abriebsbeständigkeit verbessert. Der Ölring stellt peripher bzw. umfänglich mit der inneren umfänglichen Oberfläche des Zylinders einen Linienkontakt her, eine Erhöhung der Reibung wird jedoch verhindert, da ein Ölfilm dazu neigt, gebildet zu werden, während der Kolben sich nach oben bewegt.
  • Die radiale Breite auf der oberen Seite der asymmetrischen fassgeformten gebogenen Oberfläche liegt vorzugsweise zwischen 25 und 75 Mikrometern und die radiale Breite auf der unteren Seite liegt vorzugsweise zwischen 1 und 20 Mikrometern. Wenn die radiale Breite der oberen Seite unter 25 Mikrometern liegt, erhöht sich die Reibung und der Ölverbrauch wächst aufgrund eines Ölabziehens. Wenn die radiale Breite größer als 75 Mikrometer ist, erhöht sich der Ölverbrauch. Wenn die radiale Breite der unteren Seite unter 1 Mikrometer liegt, erhöht sich die Reibung und der Verschleiß steigt eher. Wenn die radiale Breite mehr als 20 Mikrometer beträgt, erhöht sich der Ölverbrauch.
  • Eine Oberflächenbehandlung zur Herabsetzung der Reibung wird vorzugsweise an der äußeren umfänglichen Oberfläche der oberen und unteren Schiene durchgeführt, die auf dem Zylinder gleiten. Die Oberflächenbehandlung für eine geringe Reibung umfasst das Bilden einer nitrierten Schicht, eines PVD-Films mit CrN oder Cr2N oder eines diamantartigen Kohlenstoffilms. Diese Oberflächenbehandlungsverarbeitung verbessert die Abriebswiderstandseigenschaften und verringert die Reibung. Im Falle eines PVD-Films oder eines diamantartigen Kohlenstoffilms ist die innere Seite des Films vorzugsweise mit einer nitrierten Schicht gebildet.
  • 1A bis 1C zeigen eine erste Anordnung, die nicht entsprechend der vorliegenden Erfindung ist und lediglich zur Erläuterung gezeigt ist.
  • 1A zeigt eine vertikale Querschnittsansicht, die den zusammengesetzten Ölring darstellt, der auf dem Kolben innerhalb des Zylinders angebracht ist.
  • 1B zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der oberen Schiene wiedergibt.
  • 1C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der unteren Schiene darstellt.
  • 2A bis 2C zeigen eine weitere Anordnung, die nicht entsprechend der vorliegenden Erfindung ist und lediglich zur Erläuterung dargestellt ist.
  • 2A zeigt eine vertikale Querschnittsansicht, die den zusammengesetzten Ölring darstellt, der auf dem Kolben innerhalb des Zylinders angebracht ist.
  • 2B zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der oberen Schiene wiedergibt.
  • 2C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der unteren Schiene darstellt.
  • 3A bis 3C zeigen eine weitere Anordnung, die nicht entsprechend der vorliegenden Erfindung ist und lediglich zur Erläuterung dargestellt ist.
  • 3A zeigt eine vertikale Querschnittsansicht, die den zusammengesetzten Ölring darstellt, der auf dem Kolben innerhalb des Zylinders angebracht ist.
  • 3B zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der oberen Schiene wiedergibt.
  • 3C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der unteren Schiene darstellt.
  • 4A bis 4C zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4A zeigt eine vertikale Querschnittsansicht, die den zusammengesetzten Ölring darstellt, der auf dem Kolben innerhalb des Zylinders angebracht ist.
  • 4B zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der oberen Schiene wiedergibt.
  • 4C zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der unteren Schiene darstellt.
  • 5 zeigt eine Skizze, die die Motortesteinheit wiedergibt.
  • 6A und 6B zeigen den zusammengesetzten Ölring des Standes der Technik.
  • 6A zeigt eine vertikale Querschnittsansicht, die den zusammengesetzten Ölring wiedergibt, der auf dem Kolben innerhalb des Zylinders angebracht ist.
  • 6B zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der oberen Schiene darstellt.
  • Die erste Anordnung eines Ölrings ist als nächstes beschrieben, während auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. Obwohl die Schienen des Ölrings dieser Anordnung nicht entsprechend der vorliegenden Erfindung sind, sind die verbleibenden Lehren auf die vorliegende Erfindung insofern anwendbar, als dass diese nicht außerhalb des Bereichs der Erfindung fallen, wie dieser in Anspruch 1 definiert ist.
  • In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen Kolben und die Bezugsziffer 2 einen Zylinder. Ein zusammengesetzter Ölring 4 ist in einer Ringnut 3 angebracht, die auf dem äußeren Umfang des Kolbens 1 gebildet ist. Der zusammengesetzte Ölring 4 ist ein zweiteiliger zusammengesetzter Ölring aus Stahl. Der zusammengesetzte Ölring 4 besteht aus einem Ölring 5 und einem Spulenexpander 6.
  • Der Ölring 5 ist ein Stahlring mit einem im wesentlichen I-förmigen Querschnitt und hat einen Spalt. Der Ölring 5 besteht aus einem Paar einer oberen und unteren Schiene 7 und 8, die sich zu dem Rand bzw. Umfang erstrecken, und einem geraden Steg bzw. Gewebe 9, der bzw. das sich zu dem Umfang erstreckt und die obere und untere Schiene 7 und 8 verbindet.
  • Ein Vorsprung 10 auf der äußeren umfänglichen Seite der oberen Schiene 7 ist in einem Querschnitt mit einer grob trapezartigen Form gebildet, die durch eine äußere umfängliche Oberfläche 11 und ein Paar von schrägen bzw. schiefen oberen und unteren Oberflächen 12 und 13, die zu der äußeren umfänglichen Oberfläche 11 zusammenführen, definiert ist. Die Breite des Vorsprungs 10 wird zu der äußeren umfänglichen Oberfläche schmaler. Die äußere umfängliche Oberfläche 11 besteht aus einer ebenen bzw. flachen Oberfläche 11a zum Gleiten auf einer inneren umfänglichen Oberfläche 2a des Zylinders 2 und einer bogenförmig gekrümmten Oberfläche 11b, die nahtlos zu dem oberen Ende der flachen Oberfläche 11a und zu der oberen Oberfläche 12 der oberen Schiene 7 zuläuft, und einer bogenförmig gekrümmten Oberfläche 11c, die nahtlos zu dem oberen Ende der flachen Oberfläche 11a und zu der unteren Oberfläche 13 der oberen Schiene 7 zuläuft. Die axiale Breite A der flachen Oberfläche 11a liegt zwischen 0,05 und 0,3 Millimetern. Die radiale Breite B der bogenförmig gekrümmten Oberflächen 11b und 11c liegt zwischen 25 und 75 Mikrometern.
  • Die untere Schiene 8 ist wie die obere Schiene 7 gebildet. Auf der oberen Schiene 8 bezeichnet die Bezugsziffer 14 einen Vorsprung auf dem äußeren Umfang, wobei die Bezugsziffer 15 eine äußere umfängliche Oberfläche bezeichnet, und die Bezugsziffern 16 und 17 ein Paar von einer geneigten oberen und einer unteren Oberfläche bezeichnet, die zu der äußeren umfänglichen Oberfläche 15 zulaufen. Die äußere umfängliche Oberfläche 15 besteht aus einer flachen Oberfläche 15a und einem Paar von einer oberen und einer unteren bogenförmig gekrümmten Oberfläche 15b und 15c.
  • Eine Oberflächenbehandlung zur Herabsetzung der Reibung wird an den äußeren umfänglichen Oberflächen 11 und 15 der oberen und unteren Schiene 7 und 8 des Ölrings 5 durchgeführt, oder in anderen Worten bei den flachen Oberflächen 11a und 15a und dem oberen und unteren Paar von bogenförmig gekrümmten Oberflächen 11b, 11c, 15b und 15c. Bei der vorliegenden Anordnung sind diese äußeren umfänglichen Oberflächen mit einem PVD-Film bedeckt, der aus CrN oder Cr2N besteht, oder einem diamantartigen Kohlenstoffilm 18 und 19, und eine nitrierte Schicht 18a ist auf der inneren Seite gebildet. Diese nitrierte Schicht 18a bedeckt die gesamte Oberfläche des Ölrings 5.
  • Ein Spulenexpander 6 ist in einer inneren umfänglichen Nut 20 angebracht, die auf der inneren umfänglichen Seite des Ölrings 5 gebildet ist. Der Spulenexpander 6 übt einen Kontaktdruck radial nach außen auf den Ölring 5 aus und drückt den Ölring 5 auf die innere umfängliche Oberfläche 2a des Zylinders.
  • Der Ölring 5, der zu der inneren umfänglichen Oberfläche 2a des Zylinders durch den Spulenexpander 6 gedrückt wird, gleitet entlang der inneren umfänglichen Oberfläche 2a des Zylinders. Das Öl, das von der inneren umfänglichen Oberfläche 2a des Zylinders abgezogen wird, fließt entlang der äußeren umfänglichen Nut 21 zwischen den Vorsprüngen 10 und 14 auf der äußeren umfänglichen Seite der oberen und unteren Schiene 7 und 8, und gelangt durch mehrfache Öllöcher 22, die in Abständen entlang dem Umfang des Gewebes 9 gebildet sind, wobei dieses zu der inneren umfänglichen Seite des Ölrings 5 bewegt wird und zu einer Ölwanne mittels eines Ölrückkehrlochs 23 zurückgelangt, das in dem Kolben 1 gebildet ist.
  • Selbst wenn eine Schräglage bei dem Kolben 1 zu diesem Zeitpunkt auftritt, ist eine Erhöhung in der örtlichen Reibung aufgrund der äußeren umfänglichen Ecke der Schiene un terdrückt und eine geringe Reibung wird erreicht. Weiterhin wird ein anfänglicher Abrieb auf der äußeren umfänglichen gleitenden Oberfläche reduziert und ein Ölverbrauch wird durch die äußeren umfänglichen flachen Oberflächen 11a und 15a der spezifizierten axialen Breite stabilisiert.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform, die nicht entsprechend der vorliegenden Erfindung ist. Diese zweite Anordnung unterscheidet sich von der ersten Anordnung lediglich dadurch, dass die äußere umfängliche Form des Ölrings verschieden ist. In jeglicher anderer Hinsicht ist der Aufbau derselbe wie bei der ersten Anordnung.
  • In der zweiten Anordnung besteht die äußere umfängliche Oberfläche 11 der oberen Schiene 7 des Ölrings 5 aus einer flachen Oberfläche 11a zum Gleiten auf der inneren umfänglichen Oberfläche 2a des Zylinders, und einer bogenförmig gekrümmten Oberfläche 11b, die nahtlos zu dem oberen Ende der flachen Oberfläche 11a und zu der oberen Oberfläche 12 der oberen Schiene 7 zuläuft. Die axiale Breite A der flachen Oberfläche 11a liegt zwischen 0,05 und 0,3 Millimetern. Die radiale Breite B der bogenförmig gekrümmten Oberfläche 11b liegt zwischen 25 und 75 Mikrometern.
  • Die äußere umfängliche Oberfläche 15 der unteren Schiene 8 besteht aus einer flachen Oberfläche 15a zum Gleiten auf der inneren umfänglichen Oberfläche 2a des Zylinders und einer bogenförmig gekrümmten Oberfläche 15c, die nahtlos zu dem unteren Ende der flachen Oberfläche 15a und der unteren Oberfläche 17 der unteren Schiene 8 zuläuft. Die axiale Breite der flachen Oberfläche 15a liegt zwischen 0,05 und 0,3 Millimetern, Die radiale Breite der bogenförmig gekrümmten Oberfläche 15c liegt zwischen 25 und 75 Mikrometern.
  • Im Falle der zweiten Anordnung ist auch, selbst wenn eine Schräglage bei dem Kolben 1 auftritt, eine Erhöhung in der örtlichen Reibung aufgrund der äußeren umfänglichen Ecke der Schiene unterdrückt und eine geringe Reibung wird erreicht. Eine anfängliche Abnutzung auf der äußeren umfänglichen gleitenden Oberfläche wird reduziert und ein Ölverbrauch wird durch die äußeren umfänglichen flachen Oberflächen 11a und 15a der spezifizierten axialen Breite stabilisiert. Die scharfe Ecke auf dem unteren Ende der oberen Schiene 7 trägt zum Verbessern der Ölabzieheigenschaft bei.
  • 3 zeigt eine dritte Anordnung, die nicht entsprechend der vorliegenden Erfindung ist. Diese dritte Anordnung unterscheidet sich von der ersten Anordnung lediglich dadurch, dass die äußere umfängliche Form des Ölrings verschieden ist. In jeglicher anderer Hinsicht ist der Aufbau derselbe wie bei der ersten Anordnung.
  • In der dritten Anordnung besteht die äußere umfängliche Oberfläche 11 der oberen Schiene 7 des Ölrings 5 aus einer bogenförmig gekrümmten Oberfläche 11b, die nahtlos zu der oberen Oberfläche 12 der oberen Schiene 7 zuläuft, wobei die radiale Schienenbreite sich von dem unteren Ende der oberen Schiene verringert. Die radiale Breite B der bogenförmig gekrümmten Oberfläche 11b liegt zwischen 25 und 75 Millimetern.
  • Die äußere umfängliche Oberfläche 15 der unteren Schiene 8 besteht aus einer bogenförmig gekrümmten Oberfläche 15c die nahtlos zu der unteren Oberfläche 17 der unteren Schiene 8 zuläuft, wobei die radiale Schienenbreite sich von dem oberen Ende der unteren Schiene 8 verringert. Die radiale Breite der bogenförmig gekrümmten Oberfläche 15c liegt zwischen 25 und 75 Mikrometern.
  • Im Falle dieser dritten Anordnung ist auch, selbst wenn eine Schräglage bei dem Kolben 1 auftritt, eine Erhöhung in der örtlichen Reibung aufgrund der äußeren umfänglichen Ecke der Schiene verringert und eine geringe Reibung wird erreicht. Die scharfe Ecke auf dem unteren Ende der oberen Schiene 7 trägt zum Verbessern der Ölabzieheigenschaft bei.
  • 4 zeigt eine Ausführungsform als eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Anordnung lediglich dadurch, dass die Form des äußeren Umfangs des Ölrings verschieden ist. In jeglicher anderer Hinsicht ist der Aufbau derselbe wie bei der ersten Anordnung.
  • In der Ausführungsform besteht die äußere umfängliche Oberfläche 11 der oberen Schiene 7 des Ölrings 5 aus einer asymmetrischen rohr- bzw. fassgebogenen gekrümmten Oberfläche 11d, deren höchster Punkt bei der unteren Seite axial von der Mitte der axialen Breite der oberen Schiene 7 angeordnet ist und die nahtlos zu der oberen Oberfläche 12 der oberen Schiene 7 zuläuft. Die radiale Breite C auf der oberen Seite der asymmetrischen fassgebogenen Oberfläche 11d liegt zwischen 25 und 75 Mikrometern, und die radiale Breite D auf der unteren Seite liegt zwischen 1 und 20 Mikrometern.
  • Die äußere umfängliche Oberfläche 15 der unteren Schiene 8 ist auf dieselbe Weise wie die äußere umfängliche Oberfläche 11 der oberen Schiene 7 geformt. Die äußere umfängliche Oberfläche 15 besteht aus einer asymmetrischen fassgebogenen Oberfläche 15d deren höchster Punkt bei der unteren Seite axial von der Mitte der axialen Breite der unteren Schiene 8 angeordnet ist und nahtlos zu der unteren Oberfläche 17 der unteren Schiene 8 zuläuft.
  • Im Falle dieser Ausführungsform ist selbst dann, wenn eine Schräglage bei dem Kolben 1 auftritt, eine Erhöhung der örtlichen Reibung aufgrund der äußeren umfänglichen Ecke der Schiene unterdrückt und eine geringe Reibung wird erreicht. Darüber hinaus werden die Ölabzieheigenschaft und der Abnutzungswiderstand verbessert.
  • Der zusammengesetzte Ölring der vorliegenden Erfindung und der Anordnungen und der zusammengesetzte Ölring des Standes der Technik wurden jeweils in Maschinen mit einem einzelnen Zylinder angebracht und ein Motortest wurde durchgeführt.
  • Wie in 5 gezeigt ist, wurde in diesem Motortest eine Maschine 25 durch einen Motor 24 angetrieben. Der Verlust in der Maschine 25 aufgrund von Reibung wurde durch einen Drehmomentdetektor 26 gemessen, um den Reibungsverlust für einen Zyklus zu messen. Die Testbedingungen waren wie folgt:
    • 1. Kopföffnung
    • 2. separater Wasser- und Ölpumpenantrieb
    • 3. Öl 5W30
    • 4. Öl- und Wassertemperatur 80°C
  • Ergebnisse der Messung des Reibungsverlusts in dem Motortest sind in Tabelle 1 gezeigt. In Tabelle 1 ist das Reibungsverhältnis für den Stand der Technik auf 1 gesetzt. Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, hat der zusammengesetzte Ölring der vorliegenden Erfindung eine geringe Reibung im Vergleich zu dem Ölring des Standes der Technik und eine geringe Reibung wird erreicht. Außerdem zeigt diese Tabelle ebenfalls, dass der PVD-Film oder der diamantartige Kohlenstoff-(DLC) Film eine geringere Reibung im Vergleich dazu hat, wenn die äußerste Oberfläche der äußeren umfänglichen Oberfläche eine nitrierte Schicht ist.
  • Tabelle 1
    Figure 00140001
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist für den Fachmann zu verstehen, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail durchgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie dieser in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (3)

  1. Zusammengesetzter Ölring (4) mit einem Ölring (5) mit einer oberen (7) und unteren (8) Schiene und einem Expander (6) zum Anlegen eines Anpressdrucks radial nach außen auf den Ölring (5), wobei die obere (7) und untere (8) Schiene des Ölrings (5) äußere umfängliche bzw. umlaufende Oberflächen (11, 15) haben, wobei der zusammengesetzte Ölring (4) dadurch gekennzeichnet ist, dass die äußere umfängliche Oberfläche (11) der oberen Schiene (7) eine asymmetrische rohr- bzw. fassgebogene Oberfläche (11d) aufweist, deren höchster Punkt an der unteren Seite axial von der Mitte der axialen Schienenbreite angeordnet ist und dadurch, dass die äußere umfängliche Oberfläche (15) der unteren Schiene (8) eine asymmetrische fassgebogene Oberfläche (15d) aufweist, deren höchster Punkt an der unteren Seite axial von der Mitte der axialen Schienenbreite angeordnet ist.
  2. Zusammengesetzter Ölring (4) nach Anspruch 1, bei dem die radiale Breite (C) auf der oberen Seite der gebogenen Oberfläche (11d) zwischen 25 und 75 μm liegt, und die radiale Breite (D) auf der unteren Seite zwischen 1 und 20 μm liegt.
  3. Zusammengesetzter Ölring (4) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die äußeren umfänglichen Oberflächen (11, 15) der oberen (7) und unteren (8) Schiene einer Behandlung für eine geringe Oberflächenreibung ausgesetzt sind.
DE60302321T 2002-12-18 2003-12-08 Zusammengesetzter Ölring Expired - Lifetime DE60302321T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002366425A JP4322500B2 (ja) 2002-12-18 2002-12-18 組合せオイルリング
JP2002366425 2002-12-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60302321D1 DE60302321D1 (de) 2005-12-22
DE60302321T2 true DE60302321T2 (de) 2006-06-01

Family

ID=32376262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60302321T Expired - Lifetime DE60302321T2 (de) 2002-12-18 2003-12-08 Zusammengesetzter Ölring

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7077402B2 (de)
EP (1) EP1431630B1 (de)
JP (1) JP4322500B2 (de)
CN (1) CN1308587C (de)
DE (1) DE60302321T2 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007007963A1 (de) * 2007-02-17 2008-08-28 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Kolbenring
WO2008151589A1 (de) 2007-06-13 2008-12-18 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Ölabstreifring
DE102010001434A1 (de) * 2010-02-01 2011-08-04 Federal-Mogul Burscheid GmbH, 51399 Ölabstreif-Kolbenring
DE102015118828A1 (de) * 2015-11-03 2017-05-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Ölabstreifring
DE102016110131A1 (de) * 2016-06-01 2017-12-07 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Zweiteiliger Ölabstreifring mit Öldruckeffektstegen
DE102016123548A1 (de) * 2016-12-06 2018-06-07 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Ölabstreifkolbenring

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004040174A1 (ja) * 2002-10-29 2004-05-13 Toyota Jidousha Kabushiki Kaisha オイルリング
JP4101105B2 (ja) * 2003-04-24 2008-06-18 株式会社リケン オイルリング及びその製造方法並びにそれを用いたピストン構造
DE10340312A1 (de) 2003-09-02 2005-05-12 Mahle Gmbh Mehrteiliger Ölabstreifring für Kolben von Verbrennungsmotoren
US7140291B2 (en) * 2005-01-28 2006-11-28 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Oil-free/oil-less air compressor with an improved seal
US7819958B2 (en) * 2005-08-08 2010-10-26 Bendix Commerical Vehicle Systems Llc Purge valve
US20070262533A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-15 Wan-Chieh Lu Scraper ring
DE102006030881A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-31 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Ölabstreifring
US20090174150A1 (en) * 2008-01-08 2009-07-09 Thomas Smith Lateral side protection of a piston ring with a thermally sprayed coating
JP5164659B2 (ja) * 2008-04-30 2013-03-21 Tpr株式会社 組合せオイルリング
DE102009028504C5 (de) * 2009-08-13 2014-10-30 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Kolbenring mit einer Beschichtung
WO2011040066A1 (ja) 2009-09-30 2011-04-07 日本ピストンリング株式会社 組み合わせオイルリング
GB2489132B (en) * 2009-12-09 2015-09-30 Ecomotors Inc Seal assembly for an internal combustion engine
US8573113B2 (en) 2010-04-30 2013-11-05 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Piston and cylinder assembly
WO2011151927A1 (ja) * 2010-06-04 2011-12-08 日本ピストンリング株式会社 内燃機関用オイルリング
DE102012006834A1 (de) 2011-09-13 2013-03-14 Wabco Gmbh Hubkolben für einen Hubkolbenkompressor zur Erzeugung von Druckluft für ein Fahrzeug
TWI513902B (zh) 2012-06-19 2015-12-21 Tai Mao Ind Corp 活塞環之結構
US8986465B2 (en) * 2013-01-15 2015-03-24 Mahle Industries Inc. Piston ring with localized nitrided coating
KR101496772B1 (ko) 2013-12-06 2015-02-27 주식회사 범서 피스톤링의 결합구조
WO2015101938A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-09 Mahle International Gmbh Oil control ring assembly
MX356143B (es) 2014-09-12 2018-05-16 Tpr Co Ltd Anillo de aceite de combinación.
JP6467222B2 (ja) * 2014-12-22 2019-02-06 株式会社リケン 組合せオイルリング
CN106762195A (zh) * 2017-01-20 2017-05-31 上汽通用汽车有限公司 用于安装在发动机缸体内的活塞及发动机
KR101898049B1 (ko) 2017-07-05 2018-09-12 티피알 가부시키가이샤 조합 오일링
BR112018008622A2 (pt) 2017-07-05 2019-04-02 Tpr Co., Ltd. anel de óleo de combinação
JP6603284B2 (ja) * 2017-10-05 2019-11-06 株式会社リケン サイドレール
JP7254836B2 (ja) * 2019-02-01 2023-04-10 日本ピストンリング株式会社 組合せオイルリング
US20240026971A1 (en) * 2022-07-19 2024-01-25 Mahle International Gmbh Piston ring
JP7339456B1 (ja) 2022-12-20 2023-09-05 株式会社リケン オイルコントロールリング

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2511874A (en) 1950-06-20 Piston ring
US2079977A (en) * 1933-07-06 1937-05-11 Albert W Wenzel Packing ring
US2657962A (en) 1951-05-02 1953-11-03 Specialloid Ltd Piston ring
US2614899A (en) 1951-05-07 1952-10-21 Hastings Mfg Co Piston ring
US2712971A (en) 1952-05-17 1955-07-12 Hastings Mfg Co Piston ring assembly and elements thereof
US2940803A (en) * 1959-03-23 1960-06-14 Hastings Mfg Co Piston ring assembly for internal combustion engines and piston ring elements therefor
US3831952A (en) * 1967-02-17 1974-08-27 Sealfire Piston and piston rings unit for an internal combustion engine
US3645174A (en) * 1970-11-10 1972-02-29 Ramsey Corp Antiemissions compression piston ring
US4045036A (en) * 1976-10-18 1977-08-30 Sealed Power Corporation Piston oil control ring
US4331065A (en) * 1979-10-18 1982-05-25 General Motors Corporation Engine piston assembly with improved oil control
JPS59155552A (ja) * 1983-02-24 1984-09-04 Nippon Piston Ring Co Ltd サイドレ−ル
JPH0495169A (ja) 1990-08-07 1992-03-27 Fujitsu Ltd プリント基板における結線ルートの検索方法
US5271315A (en) * 1991-02-04 1993-12-21 Jackson Francis W Pressure balanced piston rings
JPH04117956U (ja) 1991-04-04 1992-10-22 帝国ピストンリング株式会社 組合せオイルリング
US5598763A (en) * 1994-03-14 1997-02-04 Ford Motor Company Flutter free piston ring assembly
JPH09144881A (ja) 1995-11-21 1997-06-03 Teikoku Piston Ring Co Ltd 組合せオイルリング
JP3957778B2 (ja) * 1995-12-08 2007-08-15 株式会社リケン ピストンロッド用シール装置
US5779243A (en) * 1996-11-21 1998-07-14 Delaware Capital Formation, Inc. Piston ring set for reciprocating engines
US6039321A (en) 1997-10-28 2000-03-21 Hyundai Motor Company, Ltd. Piston ring device for use in a combustion engine of a vehicle
JP3902352B2 (ja) * 1999-05-12 2007-04-04 日本ピストンリング株式会社 薄幅3ピース型組合せオイルリング

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007007963B4 (de) * 2007-02-17 2012-05-16 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Kolbenring
US8430410B2 (en) 2007-02-17 2013-04-30 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Piston ring
DE102007007963A1 (de) * 2007-02-17 2008-08-28 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Kolbenring
CN101680545B (zh) * 2007-06-13 2013-03-20 联邦摩高布尔沙伊德公司 刮油环
EP2505880A1 (de) 2007-06-13 2012-10-03 Federal-Mogul Burscheid GmbH Ölabstreifring
US8371585B2 (en) 2007-06-13 2013-02-12 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Oil wiper ring
WO2008151589A1 (de) 2007-06-13 2008-12-18 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Ölabstreifring
EP2505880B1 (de) 2007-06-13 2015-11-18 Federal-Mogul Burscheid GmbH Ölabstreifring
EP2505880B2 (de) 2007-06-13 2018-08-22 Federal-Mogul Burscheid GmbH Ölabstreifring
DE102010001434A1 (de) * 2010-02-01 2011-08-04 Federal-Mogul Burscheid GmbH, 51399 Ölabstreif-Kolbenring
DE102010001434B4 (de) * 2010-02-01 2016-02-25 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Ölabstreif-Kolbenring
DE102015118828A1 (de) * 2015-11-03 2017-05-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Ölabstreifring
DE102016110131A1 (de) * 2016-06-01 2017-12-07 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Zweiteiliger Ölabstreifring mit Öldruckeffektstegen
DE102016123548A1 (de) * 2016-12-06 2018-06-07 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Ölabstreifkolbenring
WO2018103779A1 (de) * 2016-12-06 2018-06-14 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Ölabstreifkolbenring

Also Published As

Publication number Publication date
JP4322500B2 (ja) 2009-09-02
EP1431630B1 (de) 2005-11-16
EP1431630A2 (de) 2004-06-23
US20040119242A1 (en) 2004-06-24
JP2004197818A (ja) 2004-07-15
EP1431630A3 (de) 2004-07-21
US7077402B2 (en) 2006-07-18
CN1514125A (zh) 2004-07-21
CN1308587C (zh) 2007-04-04
DE60302321D1 (de) 2005-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60302321T2 (de) Zusammengesetzter Ölring
EP2505880B2 (de) Ölabstreifring
EP2655940B1 (de) Kolbenring für einen kolben eines verbrennungsmotors und verfahren zu seiner herstellung
DE112008002642T5 (de) Zylinder
US4522412A (en) Oil ring with coil expander
DE112014003421T5 (de) Gleitanordnung
DE3534536C2 (de)
EP2917614A1 (de) Kolbenring mit einer periodisch variierenden nut
DE602005004827T2 (de) Lageranordnung
EP1085242A2 (de) Kolbenring
DE19810309A1 (de) Druckring, insbesondere Kolbenring für Aluminiumsylinder sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE2446870B2 (de) Kolbenbrennkraftmaschine
GB2129091A (en) Oil-scavenging piston ring
DE60205244T2 (de) Kolbenring für eine verbrennungskraftmaschine
EP2917615B1 (de) Kolbenring mit variierender scheitelpunktlinie
DE60114254T2 (de) Kombinierter Ölring
DE2723585C2 (de) Verwendung eines Gleitlagers
DE3301366A1 (de) Kolben fuer brennkraftmaschinen
DE102015103206B4 (de) Pleuelstange mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung und Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis
DE3600839C2 (de) Ölring mit verminderter Starrheit
DE3723430A1 (de) Distanz-dehnteil
EP3146243B1 (de) Kolbenring mit nut in umfangsrichtung
DE2023850A1 (de) Ölabstreifring für Kolben
DE19905518B4 (de) Eine Kombination von Kolbendichtringen zur Verwendung bei Verbrennungskraftmotoren
DE19616474A1 (de) Kolben mit Ringanordnung für Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: KUDLEK & GRUNERT PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, 803