DE3814769A1

DE3814769A1 - PISTON RING ARRANGEMENT

Info

Publication number: DE3814769A1
Application number: DE3814769A
Authority: DE
Inventors: Jose Milton Magri Laugenio
Original assignee: COFAP Companhia Fabricadora de Pecas Ltda
Current assignee: Marelli Cofap do Brasil Ltda
Priority date: 1987-05-11
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1988-11-24
Also published as: GB2226097A; GB8827252D0; IT1234996B; IT8847915A0; FR2639682B1; FR2639682A1; BR8702563A

Abstract

A piston ring for use with an internal combustion engine has internal and external peripheral surfaces with one edge being cutaway eg at 12 to affect a torsional twist in the piston ring. The ring 11 may be a component in a compound which embodies two rails 2, an expander 5, and the intermediary twist ring 11 located between the two rails. The ring preferably has tapered or napier type peripheral surfaces, with slots at upper and/or bottom side faces which serve in an engine to drain oil towards the crankcase. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenring anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a piston ring arrangement according to the preamble of claim 1.

Seit langem sind Kolbenringanordnungen bekannt mit ei nem Paar an der Lauffläche verchromter Stahlbandringe, zwischen denen ein vorgespannter Ölabstreifring nach Art eines Ölschlitzringes mit entsprechend bearbeiter Lauffläche angeordnet ist. Im Rücken des Ölabstreif ringes liegt eine aus Stahlband geformte Expanderfe der. Derartige Kolbenringanordnungen sind beispiels weise in Bussin, Automobiltechnisches Handbuch, 1. Band, 18. Auflage, 1965, auf Seite 358 beschrieben.Piston ring arrangements with egg have been known for a long time a pair of chrome-plated steel band rings on the tread, between which a preloaded oil control ring follows Type of oil slit ring with a corresponding machinist Tread is arranged. In the back of the oil scraper ring is an expanderfe made of steel tape the. Such piston ring arrangements are exemplary wise in Bussin, automotive engineering manual, 1st volume, 18th edition, 1965, described on page 358.

Neben der Abstreifwirkung hat der Ölabstreifring die Funktion, das Öl durch Schlitze in seinen Flanken zur Ölwanne zurückzuführen, und die beiden Stahlband ringe auseinanderzuhalten. In diesem Fall fehlt jedoch die notwendige seitliche Abdichtung zwischen den bei den Stahlbandringen und den Flanken der Kolbenring nut, so daß das Schmieröl unter Umständen in dem Ver brennungsraum angesaugt und dort verbrannt werden kann.In addition to the scraper effect, the oil scraper ring has the Function, the oil through slots in its flanks attributed to the oil pan, and the two steel strips rings apart. In this case, however, is missing the necessary side seal between the at the steel band rings and the flanks of the piston ring nut, so that the lubricating oil in the ver combustion chamber sucked in and burned there can.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine bessere seit liche Abdichtung der beiden Stahlbandringe an den Flan ken einer Kolbenringnut zu bewirken.The object of the invention is therefore a better Liche sealing of the two steel band rings on the flange to effect a piston ring groove.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. This object is achieved by the features of claim 1 solved.

Mit der erfindungsgemäßen Kolbenringanordnung ist es außerdem möglich, den Ölfilm an der Zylinderwand zu kontrollieren, um eine einwandfreie Schmierung der Reibpartner zu gewährleisten und damit den Ölver brauch zu reduzieren.It is with the piston ring arrangement according to the invention also possible to close the oil film on the cylinder wall check to ensure proper lubrication of the To ensure friction partners and thus the oil ver need to reduce.

Weitere Vorteile dieser Erfindung werden in der Folge anhand von Figuren im einzelnen erläutert.Further advantages of this invention will become apparent explained in detail with reference to figures.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen standes der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing are exemplary embodiments of the counter prior art of the invention illustrated. Show it:

Fig. I eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Kolbenringanordnung, Fig. I is a sectional view of the piston ring assembly according to the invention,

Fig. II einen Querschnitt und eine Seitenansicht des Ölabstreifringes aus Fig. 1, Fig. II is a cross section and a side view of the oil ring shown in FIG. 1,

Fig. IIIA und IIIB eine Expanderfeder in Seiten- bzw. in Draufsicht und Fig. IIIA and IIIB an expander spring in side and in top view, and

Fig. IVA und IVB Schnittdarstellungen der Kolbenringanordnung bei Belastung während des Motorbetriebes mit sowie Fig. IVA and IVB sectional views of the piston ring assembly under load during engine operation with and

Fig. VA und VB positiver und negativer Vertwistung des Öl abstreifringes. Fig. VA and VB positive and negative twisting of the oil scraper ring.

Fig. I veranschaulicht eine Kolbenringanordnung,die zum Einbau in einer in einem Kolben 6 ausgebildeten Kolben ringnut 4 vorgesehen ist. Der Kolben 6 ist längsbeweg lich in einem Zylinder 1 angeordnet. Die Kolbenringan ordnung weist zwei Stahlbandringe 2, 2 auf, zwischen denen ein Ölabstreifring 3 mit eingefrästen Durchläs sen 8 so angeordnet ist, daß er die beiden Stahlband ringe 2, 2 auseinanderhält. Eine Expanderfeder 5 stützt die beiden Stahlbandringe 2, 2 gegen den Nutgrund der Kolbenringnut 4 ab. Fig. I illustrates a piston ring arrangement which is provided for installation in a piston groove 4 formed in a piston 6 . The piston 6 is arranged in a cylinder 1 in a longitudinally movable manner. The Kolbenringan arrangement has two steel band rings 2 , 2 , between which an oil scraper ring 3 with milled holes 8 is arranged so that it rings the two steel band rings 2 , 2 apart. An expander spring 5 supports the two steel band rings 2 , 2 against the bottom of the piston ring groove 4 .

Fig. II veranschaulicht im einzelnen den Ölabstreifring 3. Er hat die Gestalt eines Nasenringes, mit Laufflä chenkanten 7, die in Berührung mit der Zylinderwand stehen (siehe Fig. I). Ferner weist er eine konische Lauffläche 9, eine obere Flankenfläche 10 und eine untere Flankenfläche 11 sowie eine mit einem In nenwinkel 12 versehene Innenfläche 13 auf. An seiner in gespanntem Zustand anliegenden unteren Laufkante trägt der Ölabstreifring 3 einen Außenwinkel 14. Weiterhin weist er eingefräste Durchlässe 8 in der Flankenfläche 10 auf. FIG. II illustrates in detail the oil ring. 3 It has the shape of a nose ring, with Laufflä chenkanten 7 , which are in contact with the cylinder wall (see Fig. I). Furthermore, it has a conical running surface 9 , an upper flank surface 10 and a lower flank surface 11 and an inner surface 13 provided with an inner angle 12 . The oil scraper ring 3 has an outer angle 14 on its lower running edge, which is in tensioned condition. Furthermore, it has milled passages 8 in the flank surface 10 .

In Fig. IIIA sind die seitlichen Ausnehmungen 15 der Expanderfeder 5 sichtbar, während in Fig. IIIB ihr wellenförmiger Verlauf von der Stirnseite her veran schaulicht ist.The lateral recesses 15 of the expander spring 5 are visible in FIG. IIIA, while in FIG. IIIB their undulating course is illustrated from the front side.

Die Fig. IVA und IVB zeigen den Ölabstreifring 3 im Zustand positiver Vertwistung. Dies bedeutet, daß der Ölabstreifring 3 mit seiner unteren Flankenfläche 11 innen und mit seiner oberen Flankenfläche 12 außen an dem jeweils darüber bzw. darunter liegenden Stahl bandring 2 anliegt und abdichtet. Die Laufflächen der beiden Stahlbandringe 2 sind mit einer verschleiß verringernden Hartstoffbeschichtung an ihrer Ober fläche versehen und weisen entweder eine konische oder eine ballige Lauffläche auf. Die Fig. VA und VB zeigen den Ölabstreifring 3 unter negativer Ver twistung. Dies bedeutet, daß der Ölabstreifring 3 mit seiner unteren Flankenfläche 11 außen und mit seiner oberen Flankenfläche 10 innen an dem jeweils darüber bzw. darunter angeordneten Stahlbandring 2 anliegt und abdichtet. Fig. IVA and IVB show the oil ring 3 in the state of positive undergo the twist. This means that the oil control ring 3 abuts the outside and with its lower edge surface 11 inside and with its upper edge surface 12 on the respective band ring above or underlying steel 2 seals. The treads of the two steel band rings 2 are provided with a wear-reducing hard material coating on their upper surface and have either a conical or a spherical tread. FIG. VA and VB show the oil ring 3 twistung under negative Ver. This means that the oil scraper ring 3 rests with its lower flank surface 11 on the outside and with its upper flank surface 10 on the inside against the steel band ring 2 arranged above or below and seals.

Im Betrieb arbeitet die vorgeschlagene Kolbenringan ordnung folgendermaßen: Die Expanderfeder 5 drückt die beiden Stahlbandringe 2, 2 gegen die Zylinder wand 1, um einen Ölfilm abzustreifen. Das Öl gelangt durch das Spiel zwischen dem Kolben 6 und dem Zylin der 1 über die Durchlässe 8 des Ölabstreifrings 3 und die Ausnehmungen 15 in der Expanderfeder 5 zurück in eine nicht veranschaulichte Ölwanne.In operation, the proposed piston ring arrangement works as follows: the expander spring 5 presses the two steel band rings 2 , 2 against the cylinder wall 1 to strip off an oil film. The oil passes through the play between the piston 6 and the cylinder of FIG. 1 via the passages 8 of the oil control ring 3 and the recesses 15 in the expander spring 5 back into an oil pan, not shown.

Der Ölabstreifring 3 ist mit einem Innenwinkel 12 ver sehen, der ihn einer Vertwistung unterwirft, die im Motorbetrieb bewirkt, daß die Stahlbandringe 2, 2 gegen die Flanken der Kolbenringnut 4 gepreßt werden, wodurch eine seitliche Abdichtung sichergestellt ist. Dieser Innenwinkel 12 kann sowohl an der oberen Flan kenfläche 10 oder der unteren Flankenfläche 11 des Ölabstreifringes 3 angeordnet sein. Wenn der Innen winkel 12 an der oberen Flankenfläche 10 angeordnet ist, entsteht eine positive Vertwistung des Ölabstreif ringes 3, wodurch eine bessere Abdichtung an der Au ßenkante der oberen Flankenfläche 10 und innen an der unteren Flankenfläche 11 zustandekommt (durch Pfeile in Fig. IV verdeutlicht). Falls der Innenwinkel 12 jedoch an der unteren Flankenfläche 11 angeordnet ist, wird die Ringvertwistung negativ, wodurch eine bessere Abdichtung außen an der unteren Lauffläche 11 und innen an der oberen Lauffläche 10 des Kolbenringes 3 auftritt (wie in Fig. V durch Pfeile verdeutlicht). Weiterhin kann der Ölabstreifring 3 als Nasenring aus gebildet sein, indem er an seiner unteren Laufflächen kante der Lauffläche 9 einen Außenwinkel 14 trägt. Durch die Vertwistung verwirft er sich ähnlich wie ein Innenfasen- bzw. Innenwinkelring, so daß vorzugs weise die Kante der Nase an der Wand des Zylinders 1 anliegt. The oil control ring 3 is seen ver having an internal angle 12, the subjecting it to undergo the twist, which causes the engine operation, that the steel tape rings 2, 2 are pressed against the flanks of the piston ring groove 4, thereby ensuring a lateral seal. This inner angle 12 can be arranged on the upper flan kenfläche 10 or the lower flank surface 11 of the oil control ring 3 . When the interior angle 12 disposed on the upper flank surface 10, a positive undergo the twist created the oil control ring 3, whereby a better sealing at the Au ßenkante the upper edge surface 10 and the inside of the lower edge surface 11 (brought about by arrows in FIG. IV illustrates ). If the internal angle, however, 12 arranged on the lower edge surface 11 which Ringvertwistung (V in Fig. Illustrated by arrows) becomes negative, whereby a better seal the exterior of the lower raceway surface 11 and the inside of the upper run 10 of the piston ring 3 occurs. Furthermore, the oil scraper ring 3 can be formed as a nose ring by having an outer angle 14 on its lower tread edge of the tread 9 . By twisting it warps similar to an inner bevel or inner angle ring, so that the edge of the nose rests against the wall of the cylinder 1 .

Weiterhin weist der Ölabstreifring 3 eine konische Lauffläche 9 oder eine nasenförmige Lauffläche 14 auf, welche den Ölhaushalt an der Wand des Zylinders 1 regelt, so daß bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 6 das System ausreichend schmiert und während der Abwärtsbewegung des Kolbens 6 das Öl abgestreift wird.Furthermore, the oil scraper ring 3 has a conical tread 9 or a nose-shaped tread 14 , which regulates the oil balance on the wall of the cylinder 1 , so that the system lubricates sufficiently when the piston 6 moves upwards and the oil is stripped off during the downward movement of the piston 6 .

Claims

1.Piston ring arrangement with two steel band rings arranged in parallel and with respect to one another, between which a prestressed oil scraper ring is arranged, and with one of the two steel band rings radially against the inner wall of a cylinder of an internal combustion engine with internal combustion engine expander spring, characterized in that the oil scraper ring ( comprises 3) an effect a twist-inducing cross-sectional shape, and that the oil control ring (3) generates, with its flanks a steel band rings (3) apart compressive force.

2. Piston ring arrangement according to claim 1, characterized in that the oil scraper ring ( 3 ) on its inner surface ( 13 ) with an inner bevel is hen.

3. Piston ring arrangement according to claim 1, characterized in that the oil control ring ( 3 ) on its inner surface ( 13 ) is provided with an inner angle ( 12 ).

4. Piston ring arrangement according to claim 1, characterized in that the steel band rings ( 2 ) have a hard material coating.

5. Piston ring arrangement according to claim 1, characterized in that the oil control ring ( 3 ) has a ko African tread ( 9 ).

6. Piston ring arrangement according to claim 1, characterized in that the oil control ring ( 3 ) has a spherical running surface ( 9 ).

7. Piston ring arrangement according to claim 1, characterized in that the oil control ring ( 3 ) is a Na senring.

8. Piston ring arrangement according to claim 1, characterized in that the oil control ring ( 3 ) on its upper ( 10 ) and / or its lower ( 11 ) side flank passages ( 8 ) for the oil return to an oil pan of the internal combustion engine.

9. Piston ring arrangement according to claim 1, characterized in that the oil control ring ( 3 ) consists of gray cast iron.