DE102005037203A1

DE102005037203A1 - Mehrteiliger Ölabstreifring für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE102005037203A1
Application number: DE102005037203A
Authority: DE
Inventors: Michael Hummel; Alexandros Mizoglou
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2005-08-06
Filing date: 2005-08-06
Publication date: 2007-02-08
Also published as: US20100164182A1; BRPI0614098A2; WO2007016893A1; JP2009504959A; EP1910716A1; CN101238314A

Abstract

Bei einem mehrteiligen Ölabstreifring (10) für Verbrennungsmotoren, mit einem u-förmigen mit axialen Einschnitten (2) versehenem Spreizfederring (1) zur Bildung von nach radial außen gerichteten federnden Schenkeln (3, 4), die über radial innenliegende Stege (5) miteinander verbunden sind, und mit wenigstens zwei mit jeweils parallelen Flanken (7a, 7b; 8a, 8b) versehenen ringförmigen Lamellen (7, 8), die über ihre Flanken als Stapelebene (SE) zu einer Höhe (h¶L¶) gestapelt und zwischen den federnden Schenkeln des Spreizfederrings angeordnet sind, um eine Nennhöhe des Ölabstreifrings zu definieren, soll für einen mindestens dreiteiligen Ölabstreifring eine minimale axiale Bauhöhe mit verbesserter Ölabstreifwirkung dadurch erreicht werden, dass mindestens jeweils eine der Flanken (7a, 7b; 8a, 8b) der Lamellen in ihrem radial innenliegenden Wandbereich eine derartig geformte Aussparung (11) mit einer Auflagefläche (12) zum Eingriff der federnden Schenkel (3, 4) des Spreizfederrings aufweist, dass die Nennhöhe des Ölabstreifrings ausschließlich durch die Stapelhöhe (h¶L¶) der Lamellen (7, 8) bestimmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Ölabstreifring für Verbrennungsmotoren, mit einem u-förmigen mit axialen Einschnitten versehenen Spreizfederring zur Bildung von nach radial außen gerichteten federnden Schenkeln und mit wenigsten zwei mit jeweils parallelen Flanken versehenen ringförmigen Lamellen, die über eine ihrer Flanken als Stapelebene zu einer Höhe gestapelt und zwischen den federnden Schenkeln des Spreizfederrings angeordnet sind, um eine Bauhöhe des Ölabstreifrings zu definieren.

Ein zweiteiliger Ölabstreifring mit einem u-förmigen ausgebildeten Spreizfederring ist aus der DE 197 04 754 C1 bekannt. Eine einzige Lamelle, die zwischen den Schenkeln des Spreizfederrings angeordnet ist, gestattet eine Bauhöhe des Ölabstreifrings von ca. 1,5 mm. Gegenüber anderen bekannten zweiteiligen Ölabstreifringen, beispielsweise aus der DE 27 11 018 C2 , besitzt diese Lösung den Vorteil, dass eine noch ausreichende Tangentialkraft durch die Spreizfeder auf die Lamelle ausgeübt wird, so dass die Ölabstreifwirkung ebenfalls noch als ausreichend zu betrachten ist. Eine Verringerung der Bauhöhe bis oder unter 1,5 mm führt damit zu einer ungenügenden Abstreifwirkung, wie ebenfalls in der DE 197 94 754 C2 beschrieben, so dass Bauhöhen in dieser Größenordnung für dreiteilige Ringe somit scheinbar nicht mehr zu realisieren sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen mindestens dreiteiligen Ölabstreifring mit einer minimalen axialen Bauhöhe anzugeben, der gegenüber bekannten Ölabstreifringen eine wesentlich verbesserte Ölabstreifwirkung gestattet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die vorgeschlagene Konstruktion des dreiteiligen Ölabstreifrings, der aus einem u-förmigen Spreizfederring mit zwischen seinen Schenkeln angeordneten Lamellen besteht, wird einerseits vorteilhaft eine Bauhöhe erreicht, die der eines zweiteiligen Ölabstreifrings, beispielsweise der nach DE 197 04 754 C1 , entspricht. Andererseits wird durch den verwendeten Spreizfederring auf die Lamellen eine Tangentialkraft ausgeübt, die noch dadurch vergrößert wird, dass eine bestimmte Gestaltung der Auflagefläche für die Spreizfederschenkel vorgesehen ist, so dass eine zusätzliche tangentiale Kraftkomponente auf die Ringlamellen erzeugt wird, welche zu einer verbesserten Ölabstreifwirkung führt. Zudem gestattet die Gestaltung der Auflagefläche eine wesentlich vereinfachte Montage der Lamellen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Ölabstreifrings;
2 eine perspektivische Schnittdarstellung des Ölabstreifringes in einer ersten Ausführung;
3 eine perspektivische Schnittdarstellung des Ölabstreifringes in einer zweiten Ausführung.
4 eine perspektivische Schnittdarstellung des Ölabstreifringes in einer dritten Ausführung.
Aus der perspektivischen Ansicht nach 1 ist ein erfindungsgemäßer Ölabstreifring 10 aus einem Spreizfederring 1 mit u-förmigen Querschnitt gebildet, zwischen dessen nach radial außen gerichtete federnde Schenkel 3 und 4 aufeinander gestapelte ringförmige Lamellen 7 und 8 mit einer Lauffläche 9 angeordnet sind. Der Spreizfederring 1 weist an seiner radial inneren Seite Schlitze 2 auf, so dass die Schenkel 3 und 4 über als Federringrücken ausgebildete Stege 5 miteinander ver bunden sind. Durch die Schlitze 2 ist der Spreizfederring 1 in Umfangsrichtung federnd gestaltet.
Die aus Stahl oder Gusseisen bestehenden Lamellen 7 und 8, die als Nasenminutenringe ausgeführt sein können, haben zueinander jeweils parallele ausgerichtete Flanken 7a, 7b und 8a, 8b, wobei als Stapeleben SE die untere Flanke 7b der oberen Lamelle 7 sowie die obere Flanke 8a der unteren Lamelle 8 dient. Die Flanken in der Stapelebene SE weisen eine Rauheit Rz < 2μm für Stahllamellen und Rz < 4μm für Gusslamellen auf. Gemäß 2 und 3 haben die Lamellen an ihren radial inneren Enden, also in Richtung Rücken des Spreizfederrings 1, eine nach axial oben gerichtete Aussparung 11 für die obere Lamelle 7 und eine nach unten gerichtete Aussparung für die untere Lamelle 8 mit jeweils einer Auflagefläche 12, in welcher die Schenkel 3 und 4 sich federnd abstützen. Nach einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Auflagefläche 12 parallel zu den Flanken 7a, 7b und 8a, 8b ausgerichtet, wobei nach einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3 die Auflagefläche 12 zur Stapeleben hin unter einem Neigungswinkel α zwischen 2° bis 20° verläuft. Dadurch wird einerseits eine einfache Montage der Lamellen ermöglicht und andererseits eine zumindest teilweise zusätzliche radial auf die Lamellen einwirkende Kraftkomponente zur verbesserten Ölabstreifung geschaffen.
Die Aussparungen 12 in den Lamellen sind zueinander spiegelsymmetrisch mit der Stapelebene SE als Spiegelebene ausgeführt und weisen eine Höhe h_a auf, die größer ist, als die Dicke D_i jeweils eines Schenkels des Spreizfederrings 1. Damit ist im Gegensatz zum vorhandenen Stand der Technik eine Bauhöhe -Nennhöhe- des Ölabstreifrings 10 realisiert, die ausschließlich durch die Höhe h_L der aufeinander gestapelten Lamellen 7 und 8 bestimmt wird. Die Abstützung der Schenkel 3 und 4 des Spreizfederrings 1 erfolgt in einer radialen Breite B der Auflagefläche 12, die etwa einem Drittel der radialen Gesamtbreite der Lamellen entspricht, so dass eine ausreichende Führung gewährleistet ist. An der unteren Flanke 7a der oberen Lamelle 7 sind umfangsseitig in einem Winkelabstand von 20°, also in einer Gesamtanzahl von 18 Stück, radial verlaufende Ölnuten 6 eingebracht, durch die von der Lamelle 7 von der Zylinderwand abzustreifendes Öl zur radial innen liegenden Seite des Spreizfederrings in den Ölraum 13 befördert und durch die Einschnitte 2 zum kurbelwellenseitigen Motorraum abtransportiert wird.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ölabstreifrings 10 nach 4 sind die Aussparungen 11 beider Lamellen 7 und 8 derart ausgeführt, dass die der Laufflächen 9 abgewandten Seite 14 der Lamellen 7 und 8 am Rücken des Spreizfederrings 1 anliegen, wodurch die radiale Breite B der Auflagefläche 12 vergrößert werden kann. Das von der Zylinderwand abzustreifende Öl wird dabei durch die radial verlaufende Ölnuten 6 direkt über die Einschnitte 6 zum kurbelwellenseitigen Motorraum abtransportiert.
Die Lamellen 7 und 8 können üblicherweise mittels eines Gas-Nitrierprozesses (GNS) zur Bildung einer Nitridschicht behandelt sein. Ebenso kann eine Verschleißbeschichtung der Laufflächen 9 durch ein PVD-Verfahren, beispielsweise eine CrN-Beschichtung, aufgebracht werden.
Der Ölabstreifring 10 ist im Einbauzustand mit einen ausreichendem Spiel in der Ölringnut eines Kolbens eingesetzt. Der Spreizfederring 1 wird dabei auf einen kleineren Durchmesser gespannt, in dem er in Umfangsrichtung zusammengedrückt wird, so dass die hierdurch entstehende radiale Federkraft die Lamellen 7 und 8 gegen die Zylinderwand drücken, wobei durch die spezielle Gestaltung der Aussparung 11 zur Aufnahme der Schenkel 3, 4 des Spreizfederrings 1 eine besonders geringe axiale Bauhöhe für einen dreiteiligen Ölabstreifring realisiert wird.

10: Mehrteiliger Ölabstreifring
1: Spreizfederring
2: axiale Einschnitte
3, 4: Schenkel des Spreizfederrings
5: Stege
6: Ölnut
7: obere Lamelle, dem Brennraum des Motors zugewandte Seite
7a: Lamellenflanke, axiale Oberseite
7b: Lamellenflanke, axiale Unterseite
8: untere Lamelle, dem Brennraum des Motors abgewandte Seite
8a: Lamellenflanke, axiale Oberseite
8b: Lamellenflanke, axiale Unterseite
9: Laufflächen
11: Aussparung
12: Auflagefläche
13: Ölraum
α: Neigungswinkel der Auflagefläche
B: radial Breite der Auflagefläche
Di: Schenkeldicke
h_L: Stapelhöhe der Lamellen
h_A: axiale Höhe der Aussparung
SE: Stapelebene

Claims

Mehrteiliger Ölabstreifring (10) für Verbrennungsmotoren, mit einem u-förmigen mit axialen Einschnitten (2) versehenen Spreizfederring (1) zur Bildung von nach radial außen gerichteten federnden Schenkeln (3, 4) und mit wenigsten zwei mit jeweils parallelen Flanken (7a, 7b; 8a, 8b) versehenen ringförmigen Lamellen (7, 8), die über eine ihrer Flanken als Stapelebene (SE) zu einer Höhe (h_L) gestapelt und zwischen den federnden Schenkeln des Spreizfederrings angeordnet sind, um eine Nennhöhe des Ölabstreifrings zu definieren, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens jeweils eine der Flanken (7a, 7b; 8a, 8b) der Lamellen in ihrem radial innenliegenden Wandbereich eine derartig geformte Aussparung (111 mit einer Auflagefläche (12) zum Eingriff der federnden Schenkel (3, 4) des Spreizfederrings aufweist, dass die Nennhöhe des Ölabstreifrings ausschließlich durch die Stapelhöhe (h_L) der Lamellen (7, 8) bestimmt ist.
Mehrteiliger Ölabstreifring (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (11) zur Auflage der federnden Schenkel (3, 4) in den axial äußeren Flanken (7a, 8a) der Lamellen (7, 8) eingebracht ist.
Mehrteiliger Ölabstreifring (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (11) in jeder der Lamellen einer spiegelsymmetrisch Anordnung mit der Stapelebene (SE) als Spiegelebene entspricht.
Mehrteiliger Ölabstreifring (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (12) der Aussparung (11) parallel zu den Lamellenflanken (7a, 7b, 8a, 8b) angeordnet ist, dass die radiale Breite (B) der Auflagefläche maximal einem Drittel der radialen Wanddicke des Ölabstreifrings beträgt und dass die axiale Höhe (h_a) der Aussparung mindestens der Dicke (D_i) eines einzelnen Schenkels (3, 4) entspricht.
Mehrteiliger Ölabstreifring (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (12) der Aussparung (11) in der axialen Höhe (h_a) nach radial innen zur Stapelebene (SE) hin geneigt ausgeführt ist
Mehrteiliger Ölabstreifring (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) zwischen 2 bis 20° beträgt.
Mehrteiliger Ölabstreifring (10) nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der in der Stapelebene (SE) angeordneten Flanken (7b, 8b) der Lamellen (7, 8) umfangsseitig verteilt über ihre gesamte radiale Wanddicke Nuten zum Ölablauf aufweisen.
Mehrteiliger Ölabstreifring (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (7, 8) aus Stahl oder Gusseisen bestehen.