DE3000146A1

DE3000146A1 - Kompressionsring fuer kolben von verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE3000146A1
Application number: DE19803000146
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Rudolf W. 7056 Weinstadt Gürtler
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1980-01-04
Filing date: 1980-01-04
Publication date: 1981-07-09
Also published as: US4371174A

Description

2P-PF/FL ϊο.ΐο.79 VK 550

MAHLE GMBH, Pragstrasse 26-46, 7000 STUTTGART 50

Kompressionsring für Kolben von Verbrennungsmotoren

Die Erfindung betrifft einen Kompressionsring für Kolben von Verbrennungsmotoren.

Kompressionsringe dienen zur Dichtung des Verbrennungsraumes gegenüber dem Kurbelgehäuse. Sie müssen, um ihre Funktion einwandfrei erfüllen zu können, frei in den sie aufnehmenden Kolbenringnuten beweglich sein. Die freie Bewegbarkeit kann durch in der Ringnut sich aufbauende feste Ablagerungen wie besonders Ölkohle beeinträchtigt werden. Im ungünstigsten Fall bewirken die Ablagerungen ein Festsetzen des Ringes mit der Folge, daß die Ringe brandig werden und es dann zu Kolbenfressern kommen kann.

Den Aufbau von Ölkohle in der Ringnut versucht man bisher durch verschiedene konstruktive Maßnahmen, wie z.B. durch bestimmte Feuerstegspiele beim Kolben, sowie entsprechende Auslegung der Ringnut und des Ringes selbst zu vermeiden. Ganz gelang dies bisher jedoch nicht in allen Fällen.

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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, besser wirkende Mittel zur Vermeidung bzw. Beseitigung von Ölkohleaufbau in der Ringnut zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung des Kompressionsringes nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Durch die in bezug auf die Ringnut ständige Bewegung des Kompressionsringes in axialer und radialer Richtung während des Motorbetriebes verhindern die sich in gleichem Maße bewegenden scharfen Kanten der erfindungsgemäßen Vorsprünge bzw. Ausnehmungen am Innenumfang des Ringes das Ablagern von Ölkohle in den Freiräumen zwischen Ring und Nut. Sich dort doch etwa noch absetzende Ölkohle wird gegebenenfalls unmittelbar nach Entstehen von den scharfen Kanten wieder entfernt. Für die Wirksamkeit der Kanten zum Entfernen von Ölkohle ist es günstig, daß sich der Ring gleichsinnig dreht. Zur Unterstützung einer derartigen Drehbewegung des Ringes sind den scharfen Kanten ,jeweils Flanken entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 zugeordnet.

Bei den Kanten, die von den Ausnehmungen am Innenumfang des Ringes gebildet werden, wird die Kraftkomponente in Umfangsrichtung durch den Gasstrom am Inneren des Ringes durch die diesen Kanten zugeordneten schrägen Flankenabschnitte erzeugt.

Die scharfen Kanten müssen nicht direkt integrierter Bestandteil des Kolbenringes selbst sein, sie können vielmehr gemäß Anspruch 3 auch an einem zwischen dem Nutengrund und dem Kolbenring zusätzlich eingebrachten Zwischenring angeordnet sein. Dabei kann der Zwischenring zweckmäßigerweise aus Federstahl sein, so daß die scharfen Kanten sich günstig durch federnde Spreizfüßchen erzeugen lassen.

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Die Ölkohle setzt sich bevorzugt im Nutengrund ab, daher die obengenannten Gegenmaßnahmen am Innenumfang des Ringes. Um auch eventuelle Ablagerungen zwischen Ringoberflanke und Ringnutflanke von vornherein zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, auch die Oberfläche der Ringoberflanke rauh auszubilden. Das kann z.B. durch das Vorsehen von Umfangsrillen erfolgen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 die Draufsicht auf ein Kompressionsringteilstuck in der Ringnut eines Kolbens

Fig. 2 a-c Schnitte durch den Kompressionsring nach Fig.l

Fig. 3 die Ansicht eines Kompressionsringteilstuckes mit nutenförmigen Ausnehmungen

Fig. 4 die Draufsicht auf das Kompressionsringteilstuck nach Fig. 3

Fig. 5 die Draufsicht auf ein Kompressionsringteilstuck mit einem erfindungsgemäßen Zwischenring in der Ringnut eines Kolbens

Fig. 6 die Anordnung von Spreizfüßchen in der Mitte eines Zwischenringes nach Fig. 5

Fig. 7 eine Alternative zur Anordnung der Spreizfüßchen in einem Zwischenring nach Fig. 5.

Der erfindungsgemäße Kompressionsring 1 weist am Innenumfang scharfkantige Vorsprünge 2 auf und liegt In der Ringnut 3 eines Kolbens 4. Die Vorsprünge 2 können alternierend im Bereich der oberen und unteren Flanke des Kompressionsringes 2 angeordnet sein. Diese Ausbildung ist in den Darstellungen der Fig. 2b und c wiedergegeben. Am Stoß des Kompressionsringes 1 fehlen die Vorsprünge 2 zweckmäßigerweise, um die

lo,*2.79
SP-PF/FL

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Dichtfunktion des Ringes nicht zu beeinflussen. Die Vorsprünge 2 müssen nicht wie dargestellt alternierend im Bereich der Ober- und Unterflanke des Kolbenringes angeordnet sein. Es ist vielmehr sogar häufig zweckmäßiger, die Vorsprünge 2 über jeweils die gesamte Höhe des Kompressionsringes 1 laufen zu lassen.

Scharfe Kanten können auch durch als schräge Nuten ausgebildete Ausnehmungen 7 im Kompressionsring 1 erzeugt werden. Bei dieser Ausführungsform weisen alle Ausnehmungen 7 gleichgerichtete schräge Flanken auf,scdaß die um das Innere des Kompressionsringes 1 teilweise strömenden Verbrennungsgase den Ring in Rotation versetzen. Das erfolgt dadurch, daß die Gaskraft K an den schrägen Flanken der Ausnehmungen 7 in Kraftkomponenten Ku und K_r aufgeteilt wird. Die Komponente K₁₁ sorgt dafür, daß der Kolbenring in Umfangsriohtüng gedreht wird. Die so aufgezwungene Drehbewegung gibt dem Kompressionsring die Kraft, die erforderlich ist, um mit den scharfen Kanten den Aufbau von Ölkohle zu vermeiden oder sich bereits aufbauende Ölkohle wieder abzukratzen.

Die scharfen Kanten können auch durch Spreizfüßchen 5 an einem zwischen dem Kompressionsring 1 und dem Nutengrund des Kolbens 4 eingebrachten Zwischenring 6 aus Federstahl gebildet werden. Der Zwischenring 6 kann am Ringstoß des Kompressionsringes mit dem Kompressionsring derart verbunden sein, daß beide Ringe gemeinsam rotieren. Zur Unterstützung der Rotation tragen die federnden Spreizfüßchen bei, wenn diese in abzulösende Ablagerungsschichten eingreifen. Hierzu trägt die Ausrichtung der federnden Spreizfüßchen 5 gemäß dem kennzeichnenden Merkmal der Anspruchs bei. Die federnden Spreizfüßchen können an dem Zwischenring 6 entsprechend Fig.6 mittig oder entsprechend Fig.7 alternierend an der Ober- und Unterflanke des Zwischenringes 6 angeordnet sein.

Die rauhe Ausbildung der Ringoberflanke nach Anspruch 4 wird am einfachsten durch Kanten von Umfangsrillen 8 (Fig. 4) erreicht.

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Claims

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MAHLE GMBH, Pragstrasse 26-46, 7000 STUTTGART 50

Ansprüche

/' 1. kompressionsring fiir Kolben von Verbrennungsmotoren,

dadurch gekennzeichnet , daß er an seinem inneren Umfang mit einzelnen über den Umfang verteilten scharfen durch Forsprünge (2) oder Ausnehmungen (7) erzeugten Kanten versehen ist.

Kompressionsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß allen Kanten der Vorsprünge (2) bzw. Ausnehmungen (7) mindestens ein zum Kreisumfang des Kompressionsringes (1) gleichsinnig ausgerichteter Flankenabschnitt derart zugeordnet ist, daß alle diese Abschnitte fuj^ auf den Kompressionsring (1) wirkenden Gaskräften j(K) Kraftkomponenten (K ) erzeugen, die eine Rotation des Kompressionsringes (1) bewirken.

\. Kompressionsring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorsprünge (2)als federnde Spreizfüßchen (5) an einem am Innenumfang des Kompressionsringes (1) anliegenden separaten Zwischenring (6) ausgebildet sind.

EP-PF/FL
3o»:ο.79

VK 550 . 130020/0131

4. Kompressionsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche seiner Oberflanke umlaufende scharfe Kanten (8) aufweist.

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