FR2593556A1 - Multi-part oil wiper ring for internal combustion engines - Google Patents

Abstract

The invention relates to a multi-part oil wiper ring which is composed of two annuli with strips and of a curved spacing spring washer made from a material in sheet form arranged between them, having a U-shaped transverse section open towards the inside for axial bearing and axial flexion of the branch ends so that the annuli with strips can press radially against the wall of the cylinder. According to the invention, the two branches 3 of the spacing spring washer 1 are pressed against one another until they mutually contact and bear against one another. The invention applies especially to internal combustion engines.

Description

La présente invention concerne un segment racleur d'huile en plusieurs parties pour moteurs à combustion interne, se composant de deux anneaux à lamelles et d'une rondelle ressort d'écartement cintrée en un matériau en bande et disposée entre ceux-ci, avec une section transversale en forme de U ouvert vers l'intérieur pour l'appui axial et une flexion axiale des extrémités de branche pour obtenir la pression radiale des anneaux à lamelles contre la paroi du cylindre. The present invention relates to a multi-part oil scraper segment for internal combustion engines, consisting of two lamellar rings and a spacer spring bent in a strip material and arranged between them, with a U-shaped cross section open inwards for axial support and axial bending of the branch ends to obtain the radial pressure of the lamellar rings against the cylinder wall.

ûes segments racleurs d'huile avec rondelles ressorts d'écartement du type mentionné ci-dessus sont par exemple connus du brevet US 2 695 825, du brevet DE 27 20 297 de la publication du brevet DE 30 21 495. Par leur hauteur axiale et la largeur radiale des anneaux à lamelles leur appartenant, ils sont d'une utilisation limitée et ne correspondent ni aux conditions de l'industrie des moteurs d'une diminution de la hauteur axiale de la gorge du piston où ils doivent être disposés,ni à la condition d'une diminution de la largeur radiale des anneaux à lamelles. Avec la diminution de la gorge du piston, on tente de diminuer la hauteur du piston ainsi que son poids.La diminution de la largeur radiale des anneaux à lamelles doit servir à un meilleur pouvoir de remplissage de la forme pour diminuer la force de pression radiale des anneaux à lamelles et ainsi des pertes par frottement. ûe oil scraper segments with spacing spring washers of the type mentioned above are for example known from US patent 2,695,825, from patent DE 27 20 297 from the publication of patent DE 30 21 495. By their axial height and the radial width of the lamellar rings belonging to them, they are of limited use and do not correspond either to the conditions of the engine industry of a reduction in the axial height of the groove of the piston where they must be arranged, nor to the condition of a reduction in the radial width of the lamellar rings. With the reduction in the groove of the piston, an attempt is made to reduce the height of the piston as well as its weight. The reduction in the radial width of the lamellar rings must serve to improve the filling power of the form in order to reduce the radial pressure force. lamellar rings and thus friction losses.

Pour diminuer la hauteur axiale de la rondelle ressort d'écartement et configurer les anneaux à lamelles à une largeur moindre, on a déjà proposé, selon le brevet
DE 32 08 396, de disposer la zone de flexion de la rondelle ressort d'écartement pour l'appui elastique des anneaux à lamelles, en regardant en direction périphérique, radialement derrière ceux-ci. Cependant, cette solution présente l'inconvénient que la totalité de la largeur radiale de la combinaison des anneaux est augmentée de manière importante et qu'ainsi il faut une plus importante profondeur de la gorge du piston. La diminution de poids du piston vers laquelle on tente se trouve ainsi partiellement ou totalement annulée par le fait qu'une gorge trop profonde rend nécessaire une augmentation correspondante de l'épaisseur du piston.To reduce the axial height of the spacer spring washer and configure the lamellar rings to a smaller width, it has already been proposed, according to the patent
DE 32 08 396, to arrange the flexion zone of the spacer spring washer for the elastic support of the lamellar rings, looking in the peripheral direction, radially behind them. However, this solution has the disadvantage that the entire radial width of the combination of rings is increased significantly and that thus requires a greater depth of the groove of the piston. The reduction in weight of the piston towards which we are trying is thus partially or totally canceled out by the fact that a too deep groove makes it necessary to have a corresponding increase in the thickness of the piston.

La présente invention a pour conséquent pour tache d'élargir les limites des rondelles ressorts d'écartement connues d'un segment racleur d'huile du type indiqué cidessus vers une plus faible hauteur axiale et une plus faible largeur des anneaux à lamelles sans modifier la caractéristique de flexibilité de la rondelle ressort d'écartement et sans augmenter la profondeur de la gorge par rapport aux réalisations traditionnelles. L'invention, pour résoudre cette tache,se caractérise par le fait que les deux branches de la rondelle ressort d'écartement sont pressées l'une contre l'autre jusqu'à un contact et un appui mutuels. The present invention therefore has the task of widening the limits of the known spacer spring washers of an oil scraper segment of the type indicated above towards a lower axial height and a narrower width of the flap rings without modifying the flexibility characteristic of the spacer spring washer and without increasing the depth of the groove compared to traditional embodiments. The invention, to resolve this task, is characterized in that the two branches of the spacer spring washer are pressed one against the other until contact and mutual support.

La présente invention permet de conserver la largeur radiale de la rondelle ressort d'écartement parce que le raidissement de la caractéristique de flexibilité résultant de la moindre hauteur axiale de la rondelle ressort d'écartement est compensé par une diminution de la section transversale de matière , ce qui amène en même temps une diminution de poids de tous le système . Par l'utilisation d'un acier en bande assez mince, la rondelle ressort d'écartement des réalisations traditionnelles connues était si flexible que des difficultés importantes se présentaient, par déformation,lors de la fabrication, en particulier à l'état non encore trempé et revenu.Dans une forme de réalisation selon l'invention, l'épaisseur de l'acier en bande utilisé peut être diminuée au point que la caractéristique de flexibilité souhaitée soit obtenue même avec une moindre hauteur axiale et une largeur radiale inchangée. The present invention makes it possible to keep the radial width of the spacer spring washer because the stiffening of the flexibility characteristic resulting from the lower axial height of the spacer spring washer is compensated by a reduction in the cross section of material, which at the same time brings about a reduction in weight of all the system. By the use of a steel in a fairly thin strip, the spring washer of known traditional embodiments was so flexible that significant difficulties arose, by deformation, during manufacture, in particular in the not yet quenched state. In an embodiment according to the invention, the thickness of the strip steel used can be reduced to the point that the desired flexibility characteristic is obtained even with a lower axial height and an unchanged radial width.

Cela est rendu possible par l'appui mutuel des branches disposées directement l'une contre l'autre et le raidissement qui en découle du profil en U. This is made possible by the mutual support of the branches arranged directly against each other and the stiffening which results therefrom from the U-shaped profile.

Pour garantir que même,dans le cas de nombresde tours extrêmement élevés du moteur, on obtiendra de très bons coefficients d'utilisation de l'huile, il est avantageux qu'à des distances déterminées, réparties sur le pourtour du segment, par exemple, pour une section sur quatre de la rondelle ressort d'écartement, le contact des deux extrémités de branche soit supprimé pour ainsi obtenir un appui axial des anneaux à lamelles sur toute la largeur radiale. La stabilité de la rondelle ressort d'écartement est à peine diminuée par le contact mutuel et l'appui des sections intermédiaires. To guarantee that even in the case of extremely high engine revs, very good coefficients of oil use will be obtained, it is advantageous that at determined distances, distributed around the periphery of the segment, for example, for one section in four of the spacer spring washer, the contact of the two branch ends is eliminated, thereby obtaining axial support for the lamellar rings over the entire radial width. The stability of the spring spacer washer is hardly diminished by mutual contact and the support of the intermediate sections.

Pour répondre à la condition d'un meilleur pouvoir de remplissage de la forme par une diminution de la largeur radiale des anneaux à lamelles, les extrémités de branche en forme de languette pliées en direction axiale, dans le cas d'une caractéristique de flexibilité souple,sont pourvues, d'une manière connue, d'une flexion dirigée radialement s'y raccordant de manière que les extrémités de branche soient dirigées radialement et que la pression radiale des anneaux à lamelles contre la paroi du cylindre se produise par l'épaulement qui en résulte. Les extrémités de branche sont ainsi alignées en étant dirigées vers le fond de la gorge.On empêche qu'au montage, toute la combinaison du segment ne glisse hors de la gorge du piston et en particulier dans le cas où la profondeur de la gorge du piston est plus importante que ce qui serait nécessaire pour la réception de la combinaison du segment plus étroite radialement. Même dans cette forme de réalisation, les deux branches du profil en U doivent s'appuyer mutuellement si l'on veut utiliser, pour obtenir une caractéristique de flexibilité suffisamment souple, un acier en bande assez mince pour la rondelle ressort d'écartement. To meet the condition of a better filling power of the form by a reduction in the radial width of the lamellar rings, the tongue-shaped branch ends bent in an axial direction, in the case of a characteristic of flexible flexibility , are provided, in a known manner, with a radially directed bending which is connected therein so that the ends of the branch are directed radially and the radial pressure of the lamellar rings against the wall of the cylinder is produced by the shoulder resulting. The ends of the branch are aligned so that they are directed towards the bottom of the groove. It is prevented that during assembly, the whole combination of the segment does not slip out of the groove of the piston and in particular in the case where the depth of the groove of the piston is larger than what would be required for receiving the combination of the radially narrower segment. Even in this embodiment, the two branches of the U-shaped profile must support each other if one wishes to use, in order to obtain a sufficiently flexible characteristic of flexibility, a strip steel thin enough for the spacer spring washer.

Etant donné les très petites dimensions, il peut arriver, dans le cas d'une correspondance défavorable des tolérances nécessaires de fabrication, que les points de contact entre les lamelles et la rondelle ressort d'écartement pour la pression radiale des anneaux à lamelles contre la paroi du cylindre,ne se trouvent pas toujours sur la pente de l'épaulement mais partiellement dès la zone du rayon se trouvant à la transition dans les extrémités de branche alignées radialement. De ce fait, le rapport entre la force de pression radiale contre la paroi du cylindre et la force de pression axiale contre les flancs de la gorge du piston ne peut pas toujours être déterminée sans équivoque.Pour arriver à ce que la pression des lamelles contre la paroi du cylindre se produise à un angle défini et qutainsi le rapport entre la force de pression radiale et axiale puisse être déterminé, tandis qu'en même temps le guidage de la totalité de la combinaison du segment reste maintenu dans la gorge du piston et pour empêcher une sortie de la gorge du piston lors du montage même dans le cas d'une largeur radiale extrêmement petite de lamelles, il est avantageux que, respectivement, seulement à la seconde, troisième ou quatrième section, les extrémités prolongées de branche de la rondelle ressort d'écartement soient courbées vers l'intérieur en étant dirigées vers le fond de la rainure tandis que les sections intermédiaires ne sont courbées qu'axialement et découpées. Given the very small dimensions, it may happen, in the event of an unfavorable match of the necessary manufacturing tolerances, that the contact points between the lamellae and the spacer spring washer for the radial pressure of the lamellar rings against the cylinder wall, are not always located on the slope of the shoulder but partially from the radius area located at the transition in the branch ends aligned radially. As a result, the ratio of the radial pressure force against the cylinder wall to the axial pressure force against the sides of the piston groove cannot always be unequivocally determined. the cylinder wall occurs at a defined angle and so that the ratio between the radial and axial pressure force can be determined, while at the same time the guidance of the entire combination of the segment remains maintained in the groove of the piston and to prevent an exit from the piston groove during mounting even in the case of an extremely small radial width of lamellae, it is advantageous that, respectively, only at the second, third or fourth section, the extended ends of branch of the spacer spring washer are curved inwards, pointing towards the bottom of the groove, while the intermediate sections are only curved axially and cut.

Pour faciliter le montage de la rondelle ressort d'écartement très flexible ayant une section transversale de matière très mince, il ést avantageux- d'introduire une langue dans'la rondelle ressort d'écartement qui pénètre dans les deux extrémités de poussée et facilite ainsi une automatisation du processus de montage. Pour le guidage de la langue, les extrémités de branche repliées par paire et en forme de languette sont de plus pliées axialement vers l'intérieur, ctest-à-dire vers le milieu de la gorge du piston1 à une distance déterminée du bord de la rondelle ressort d'écartement. Selon le besoin, ces languettes de guidage de la langue peuvent être disposées à chaque seconde, troisième et avantageusement jusqu'à la dixième division de la rondelle ressort d'écartement. To facilitate the mounting of the very flexible spacer spring washer having a very thin cross-section of material, it is advantageous to introduce a tongue in the spacer spring washer which penetrates into the two thrust ends and thus facilitates automation of the assembly process. For guiding the tongue, the branch ends folded in pairs and in the form of a tongue are also bent axially inwards, that is to say towards the middle of the groove of the piston1 at a determined distance from the edge of the spacer spring washer. As required, these tongue guide tabs can be arranged every second, third and advantageously up to the tenth division of the spacer spring washer.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels
- la figure 1 montre une vue en section transversale d'un segment racleur d'huile de construction connue
- la figure 2 montre une vue en coupe transversale d'un segment racleur d'huile, avec rondelle ressort axiale d'écartement assez basse en acier en bande assez mince-, dont les branches en forme de U ouvert vers l'intérieur se touchent et s'appuient mutuellement l'une sur l'autre
- la figure 3 montre une forme de réalisation selon la figure 2, mais cependant avec des anneaux à lamelles plus étroits et un prolongement des extrémités de branche par une flexion radiale supplémentaire ;
- la figure 4 montre une représentation selon la figure 3 avec une langue disposée dans la zone des bords de l'ensemble du segment, qui est entourée et retenue par les extrémités de branche courbées axialement vers l'intérieur ;
- la figure 5 montre une vue en section transversale d'un segment racleur d'huile dans lequel,dans certains tronçons répartis sur le pourtour du segment, les branches ne se contactent pas ; et
- la figure 6 est une vue en plan d'un segment racleur d'huile partiellement dégagé, permettant de voir le tracé des sections. The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating a embodiment of the invention, and in which
- Figure 1 shows a cross-sectional view of an oil scraper segment of known construction
- Figure 2 shows a cross-sectional view of an oil scraper segment, with axial spring washer of fairly low spacing in steel in fairly thin strip-, whose U-shaped branches open inwards touch each other and build on each other
- Figure 3 shows an embodiment according to Figure 2, but however with narrower lamellar rings and an extension of the branch ends by additional radial bending;
- Figure 4 shows a representation according to Figure 3 with a tongue arranged in the area of the edges of the entire segment, which is surrounded and retained by the branch ends curved axially inward;
- Figure 5 shows a cross-sectional view of an oil scraper segment in which, in certain sections distributed around the periphery of the segment, the branches do not contact each other; and
- Figure 6 is a plan view of a partially disengaged oil scraper segment, allowing to see the layout of the sections.

La rondelle ressort d'écartement 1 formée en acier en bande avec ses extrémités de branche 4 en forme de languettes courbées axialement vers l'extérieur, qui pressent les anneaux à lamelles 2 radialement vers l'extérieur contre la paroi 9 du cylindre et axialement vers le haut ou respectivement vers le bas contre les flancs 10 et 11 de la gorge du piston, est comprimée jusqu'à ce que les branches 3 courbées en forme de U ouvert vers l'intérieur se contactent et se soutiennent mutuellement (figure 2). The spacer spring washer 1 formed of steel strip with its branch ends 4 in the form of tongues curved axially outwards, which press the lamellar rings 2 radially outward against the wall 9 of the cylinder and axially towards the top or respectively down against the sides 10 and 11 of the groove of the piston, is compressed until the arms 3 curved in the shape of a U open inwardly contact and support each other (Figure 2).

Si l'on souhaite, pour l'amélioration du pouvoir de remplissage de la forme, une diminution de la largeur radiale des anneaux à lamelles, les extrémités de branche 4 pliées en forme de languettes de la rondelle ressort d'écartement 1 sont prolongées et courbées radialement vers l'intérieur en étant dirigées vers le fond de la gorge, de manière que la pression des lamelles 2 se produise sur les épaulements 8 qui en résultent. Les extrémités de branche dirigées vers le fond de la gorge sont désignées en 5 (figure 3). If it is desired, for the improvement of the filling power of the shape, a reduction in the radial width of the lamellar rings, the branch ends 4 bent in the form of tongues of the spacer spring washer 1 are extended and curved radially inwards while being directed towards the bottom of the groove, so that the pressure of the lamellae 2 occurs on the shoulders 8 which result therefrom. The ends of the branch directed towards the bottom of the groove are designated at 5 (Figure 3).

Pour créer une possibilité de montage automatique, on dispose, dans la zone des bords de la rondelle ressort d'écartement 1, une langue 7 en bande d'acier qui est maintenue de manière qu'à une distance déterminée, chaque paire d'extrémitésde branche 6 soit courbée vers le milieu de la gorge du piston,c'est-à-dire axialement vers l'intérieur (figure 4). To create a possibility of automatic mounting, there is, in the area of the edges of the spacer spring washer 1, a tongue 7 of steel strip which is maintained so that at a determined distance, each pair of ends branch 6 is curved towards the middle of the groove of the piston, that is to say axially inward (FIG. 4).

Par exemple, sur une section sur quatre de la rondelle ressort d'écartement 1, dans le cas de l'exemple de réalisation selon la figure 5, quelques unes des branches en forme de U, qui sont pourvues du chiffre de référence 3a, ne sont pas suffisamment pressées mutuellement pour se contacter, mais maintiennent une certaine distance entre elles, donc les anneaux à lamelles 2 subissent un appui axial presque sur toute leur largeur radiale. De plus, les extrémités de branche 5 dirigées radialement vers le fond de la gorge et prolongées peuvent n'être prévues que sur les toutes, les deuxièmes, troisième ou quatrième sections tandis que sur les sections intermédiaires, les extrémités de branche 4 ne sont qu'axialement pliées et découpées. For example, on one section out of four of the spacer spring washer 1, in the case of the example embodiment according to FIG. 5, some of the U-shaped branches, which are provided with the reference numeral 3a, do not are not sufficiently mutually pressed to contact each other, but maintain a certain distance between them, therefore the lamellar rings 2 undergo an axial support almost over their entire radial width. In addition, the branch ends 5 directed radially towards the bottom of the groove and extended may only be provided on all, the second, third or fourth sections while on the intermediate sections, the branch ends 4 are only axially folded and cut.

La fifre 6 montre la vue en plan d'un segment racleur d'huile configuré selon l'invention de la figure 5, dont la rondelle ressort d'écartement 1 peut être vue à travers un dégagement des lamelles 2. On peut de même reconnaître que respectivement deux nervures de jonction des branches rassemblées forment une section 12.  The fife 6 shows the plan view of an oil scraper segment configured according to the invention of FIG. 5, the spacer spring washer 1 of which can be seen through a clearance of the lamellae 2. It can also be recognized that respectively two joining ribs of the joined branches form a section 12.

Claims (5)

- REVENDICATIONS- CLAIMS 1. Segment racleur d'huile en plusieurs parties pour moteurs à combustion interne, du type se composant de deux anneaux à lamelles et d'une rondelle ressort d'écartement cintrée en un matériau en bande disposée entre eux, avec une section transversale en forme de U ouvert vers l'intérieur pour l'appui axial et une flexion axiale des extrémités de branche pour une pression radiale des anneaux à lamelles contre la paroi du cylindre, caractérisé en ce que les deux branches (3) de la rondelle ressort d'écartement (1) sont pressées l'une contre l'autre jusqu'à un contact et un appui mutuels. 1. Oil scraper ring in several parts for internal combustion engines, of the type consisting of two lamellar rings and a spring washer bent in a band material arranged between them, with a cross section in shape of U open inwards for axial support and axial bending of the branch ends for radial pressure of the lamellar rings against the wall of the cylinder, characterized in that the two branches (3) of the washer spring from spacers (1) are pressed against each other until mutual contact and support. 2. Segment racleur d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les branches (3) ne sont pressées l'une contre l'autre jusqu'à un contact et un appui mutuels que sur des tronçons déterminés répartis sur le pourtour du segment (sections) (12). 2. Oil scraper segment according to claim 1, characterized in that the branches (3) are pressed against one another until mutual contact and support only on determined sections distributed around the periphery of the segment (sections) (12). 3. Segment racleur d'huile selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la flexion dirigée axialement des extrémités de branche se raccorde à une flexion dirigée radialement et les extrémités de branche sont alignées en étant dirigées vers le fond de ia gorge du piston. 3. Oil scraper segment according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the axially directed bending of the branch ends is connected to a radially directed bending and the branch ends are aligned while being directed towards the bottom throat of the piston. 4. Segment racleur d'huile selon la revendication 3, caractérisé en ce que les flexions des extrémités de branches, dirigées radialement vers le fond de la gorge ne sont prévues que sur des tronçons déterminés (sections) (12) du pourtour du segment. 4. Oil scraper segment according to claim 3, characterized in that the flexions of the ends of branches, directed radially towards the bottom of the groove are only provided on determined sections (sections) (12) of the periphery of the segment. 5. Segment racleur d'huile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une langue (7) en bande d'acier est disposée dans la rondelle ressort d'écartement (1) et en quelques points de la rondelle ressort d'écartement, elle est entourée par les extrémités de branche (6) courbées vers l'intérieur axialement par paires.  5. Oil scraper segment according to any one of the preceding claims, characterized in that a tongue (7) of steel strip is disposed in the spacer spring washer (1) and at a few points of the washer spacer spring, it is surrounded by the branch ends (6) bent inward axially in pairs.