DE8503197U1

DE8503197U1 - Kolbenring

Info

Publication number: DE8503197U1
Application number: DE19858503197
Authority: DE
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1985-02-06
Publication date: 1985-11-21

Description

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Kolbenring. Die Neuerung betrifft einen Kolbenring, insbesondere

genden, radial nach auBen spannenden Feder zusammenwirkt
und dessen Außenumfangsfläche einen die Lauffläche bil-

denden, umlaufenden Mittensteg aufweist. |

Durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 725 135 ist bereite }

ein gattungsgemüßer Kolbenring mit Mittensteg bekannt, '',

der mit einer radial nach außen spannenden Bandfeder zu- ^;

sammenwirkt, die sich über die gesamte axiale Bauhöhe ί

des Kolbenringes erstreckt. i

Ferner ist der DE - OS 21 17 412 ein Kolbenring analoger :_: Bauart zu entnehmen, der jedoch radial nach außen selbst- '·

spannend, d.h. ohne Feder ausgebildet ist. ■,-

Nachteilig ist hier zu bemerken, daß Kolbenringe mit Bandfedern eine relativ harte Federkennung aufweisen, die I

dazu führt, daß die ölabstreifwirkung, bezogen auf die a

Laufzeit, verhältnismäßig schnell nachläßt. Auch bei |

Reduzierung der axialen Bauhöhe sowohl des Kolbenringes $ als auch der Feder bleiben die Nachteile erhalten. Daraus
resultiert die Aufgabe, einen zweiteiligen Kolbenring mit
optimierter axialer Bauhöhe zu konzipieren, der gleich-

zeitig eine weiche Federkennung aufweist. \

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die ;;

Feder eine ringförmig gebogene Schraubendruckfeder ist, die in einer Federhaltenut de· Kolbenringe· geführt ist. Dabei iet da· Verhältnis der radialen Wandstärke de· Kolbenringe· zu seiner Bauhöhe größer al· 1,1. Die Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind im wesentlichen darin zu sehen, daß durch die Neuerung ein Kolbenring realisierbar ist, der eine maximale Bauhöhe von 2 mm aufweist. Daneben weiat die Schraubendruckfeder eine weiche Federkennung auf und wird gleichseitig in der Federhaltenut geführt, d.h. sie kann sich im Gegensatz zu einer Band- oder Mäanderfeder nicht in axialer Richtung verschieben. Der während des Betriebszustandes auftretende Sekundärverschleiß zwischen Feder und Kolbenring wird somit ebenfalls auf ein Minimum reduziert. Der KoI-benring .ist sowohl aus Gußeisen herstellbar oder aber er wird aus einem entsprechend profilierten Stahlband gewickelt. Ein weiterer Vorteil des Mittenstegringes gegenüber einem konventionellen Schlauchfederring mit zwei Abstreifkanten ist darin zu sehen, daß bei gleicher Flächenpressung die reibende Fläche nur halb so groß ist. Daraus resultiert eine reduzierte Reibverlustleistung. Durch die Wahl des Verhältnisses der radialen Wandstärke zur axialen Bauhöhe (größer 1,1) wird ebenfalls eine Optimierung des Kolbenringquc-rschnittes erzielt. Die radiale Wandstärke kann so gewühlt werden, daß einerseits der Flankenverschleiß des Ringes in normalen Grenzen bleibt und andererseits die Flexibilität des Ringes, d.h. seine Anpaßfähigkeit an die Kontur des Zylinders ausreichend groß ist. Das Verhältnis sollte 2,5 nicht oder nur unwesentlich übersteigen, damit die Anpaßfähigkeit an den

Zylinder eich nicht nachteilig gestaltet.

Die angegebene Bauhöhe von maximal 2 mm iet hierbei natürlich vom Nenndurchmeaeer dee Kolbenringe· zunächst einmal unabhängig. Sinnvolle Einsatzgebiete sind jedoch im Durchmesserbereich von 45 bis 100 mm anzusiedeln.

Einem weiteren Gedanken der Neuerung gemäß ist das Wickelverhältnis der Schraubendruckfeder kleiner 2,0. Das Wickelverhaitnie ist abhängig vom mittleren Windungedurchmesser und dem Drahtquerschnitt. Nur durch Wahl des Wickelverhältnisses kleiner 2,0 besteht die Möglichkeit, eine Schraubendruckfeder zu konzipieren, die einen Durchmesser von etwa 1,5 mm aufweist, die in einer enteprechenden Federhaltenut des etwa 2,0 mm hohen Kolbenringes geführt wird.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Neuerungsgedankens ist darin zu sehen, daß das Verhältnis des Ab-Standes Lauffläche (AuBendurchmeeser)/Federnutgrund zum Windungsdurchmesser zwischen 1,2 und 2,1 liegt. Auch durch diese Auswahl wird eine optimale Anpassung des Kolbenringes an die Zylinderwand erzielt bei gegebenenfalls gleichzeitiger Reduzierung der Nuttiefe der Kolbenring-

25 nut.

Des weiteren besteht die Möglcihkeit, den Laufsteg so auszubilden, daß sich ein von außen nach innen zunehmender Querschnitt einstellt. Der Laufsteg kann zunächst geradlinig verlaufen und dann kontinuierlich in Richtung

der beiden Stirnflächen des Kolbenringes ansteigen. Hier wird axial unterhalb des Kolbenringes ein öleammelraum gebildet. Die Abführung des Öles in den ölsumpf sollte hier durch ölablaufbohrungtsn erfolgen, die anteilig je zur Hälfte im Nutgrund der Kolbenringnut und in der Nutunterflanke des Kolbenringes eingebracht sind.

Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, den Querschnitt des Laufsteges so zu gestalten, daß er gleich von der Lauffläche ausgehend kontinuierlich in Richtung der beiden Stirnflächen ansteigt. Diese Maßnahme ist sinnvoll für den Fall, daß der Ring an seiner Lauffläche mit einer Verschleißschutzschicht versehen werden soll.

Die Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figuren 1 und 2 axial niedrige Kolbenringe mit unterschiedlichem konstruktivem Aufbau.

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In Figur 1 ist ein ölabstreifring dargestellt, der am Ringinnenumfang 1 eine Federhaltenut 2 aufweist» in welcher eine in Ringform gebogene Schraubendruckfeder 3 geführt ist. Die Außenumfangefläche 4 des ulabstreifringes weist einen die Lauffläche 5 bildenden Mittensteg 6 auf, der sich radial von außen nach innen zunächst geradlinig 7 erstreckt und dann in Richtung beider Stirnflächen 8,9 kontinuierlich ansteigt 10. Das Verhältnis der radialen Wandstärke a zur axialen Bauhöhe h soll beispielsweise 1,3 betragen, d.h., bei einer axialen Bau-

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höhe h von 2,0 mm wäre die radiale Wandstärke 2,6 mm. Qn die Schraubendruckfeder 3 auf diese Bauhohe (2,0 mn) abzustimmen ist ein Wickelverhältnis von etwa 1,5 zu wählen, das abhängig ist vom mittleren Windungsdurchmesser und dem Drahtquerachnitt. Als weitere Maßgabe zur Optimierung des Ringquerschnittes wird das Verhältnis des Abstandes Lauffläche 5 / Federnutgrund 11 zum Windungedurchmesser d der Schraubendruckfeder 3 mit 1,3 ausgewählt.

Figur 2 zeigt einen ölabstreifring, der axial noch niedriger baut, als der in Figur 1 abgebildete Ölabstreifring. Der Laufsteg 12 des Ringes vergrößert sich, ausgehend von der Lauffläche S kontinuierlich in Richtung der beiden Stirnflächen 8,9. Dies ist notwendig, um beim Aufbringen der Verschleißschutzechicht 13 einen guten Aufbau der Schicht zu erzielen. Die Federhaltenut 2 ist hier nur so schwach gerundet, daß der Schraubendruckfederring 3 auereichend geführt wird. Durch die·« Maßnahme IXBt eich eiee axiale Bauhähe h erreichen, die nur geringfügig über dem Durchmesser (1,5 mn) der Feder 3 liege.

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Claims

1. Kolbenring, insbesondere Ölabstreifring, der mit einer am Ringiimenumfang anliegenden, radial nach außen spannenden Feder zusammenwirkt und dessen Außenumfangsfläche einen die Lauffläche bildenden, umlaufenden Mittensteg aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (3) eine ringförmig gebogenen Schraubendruckfeder ist, die in einer Federhaltenut (2) des Kolbenringes geführt ist, und daß das Verhältnis der radialen Wandstärhs (a) des Kolbenringes zu seiner axialen Bauhöhe (h) größer als 1,1 ist.

2. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß des Verhältnis der radialen Wandstärke (a) drs Kolbenringes zu seiner axialen Bauhöhe (h) maximal 2,5 beträgt.

3. Kolbenring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bauhöhe (h) des Kolbenringes kleiner oder gleich 2,0 mm ist.

4. Kolbenring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelverhältnis der Schraubendruckfeder (3) kleiner 2,0 ist.

5. Kolbenring nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Abstandes Lauf-

fläche (5) /Federnutgrund (11) zum Windungsdurchmesser (d) der Schraubendruckfedeir (3) zwischen 1,2 und 2,1 liegt.

I 5 6. Kolbenring nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge-

^Ά kennzeichnet, daß der Laufsteg (6) einen von außen

. nach innen zunehmenden Querschnitt aufweist, derg«*-

J etalt, daß er zunächst geradlinig (7) verlauft und

f dann kontinuierlich in Richtung der beiden Stirn-

<| 10 flächen (8,9) des Kolbenringes ansteigt (10).

L 7. Kolbenring nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge-

4 kennzeichnet, daß d*»r Laufsteg (12) einen von außen

f nach innen zunehmenden Querschnitt aufweist, derge-

* „ 15 etalt, daß er kontinuierlich von der Lauffläche (5)

ν in-Richtung der beiden Stirnflächen (8,9) des Kol

benringes ansteigt.

j 8. Kolbenring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

20 daß der Laufsteg (12) mit einer Verechleißschutzschicht (13) überzogen ist.