DE856536C

DE856536C - Piston ring arrangement and design in working pistons of two-stroke engines

Info

Publication number: DE856536C
Application number: DEP47862A
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl-Ing Elwert; Adolf Dr-Ing Schnuerle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-07-05
Filing date: 1949-07-05
Publication date: 1952-11-24

Description

Kolbenringanordnung und -ausbildung bei Arbeitskolben von Zweitaktmotoren Die Erfindung betrifft die Anordnung und Ausbildung von Kolbenringen für Arbeitskolben von Zweitaktmotoren, insbesondere Zweitaktdieselmotoren, bei der nach Patent 854 285 der oberste Kolbenring als Steuerkante wirkt und ein gasdichtes Schloß aufweist und die darauffolgenden Kolbenringe einen spannungslosen allseitig frei beweglichen Beilagering besitzen und weitere Kolbenringe ohne Beilagering angeordnet sind.Piston ring arrangement and design in working pistons in two-stroke engines The invention relates to the arrangement and design of piston rings for working pistons of two-stroke engines, especially two-stroke diesel engines, in the case of patent 854 285 the top piston ring acts as a control edge and has a gas-tight lock and the subsequent piston rings a stress-free one that can move freely in all directions Have a shim ring and other piston rings are arranged without a shim ring.

Der Zweck der Erfindung ist, das Festwerden der Kolbenringe unter dem Einfluß von Ruß- und Ölkohle auch bei erschwerten Betriebsbedingungen, wie hoher Drehzahl, hoher Motorleistung, nicht einwandfreiem Abspritzen verkokter Düsen und gegebenenfalls Luftkühlung, mit Sicherheit zu vermeiden.The purpose of the invention is the solidification of the piston rings under the influence of carbon black and oil even under difficult operating conditions, such as high Speed, high engine power, coked nozzles and improper hosing if necessary, air cooling, to be avoided with certainty.

Die Erfindung besteht aus der Kombination folgender Kolbenringe: i. Als oberster Kolbenring wird ein selbstspannender L-förmiger Dichtungsring aus Gußeisen oder Federstahl verwendet, dessen waagerechter L-Balken von einer übergreifenden Schulter des Kolbens gehalten wird, dessen senkrechter Balken bis zum Verbrennungsraum reicht und oben etwa in einer Ebene mit dem Kolbenboden abschließt und damit die Steuerkante bildet und dessen Stoßfuge mit einem gasdichten und rußdi'chten Schloß ausgebildet ist. Das Schloß wird gebildet, indem an dem einen Ende des Dichtungsringes ein Dichtkörper von der Form eines Viertelzylinders vorsteht, der in eine entsprechende hohlzylindrische Ausdrehung des anderen Ringendes dichtend hineinragt. Die Zylinderachse des Dichtkörpers fällt mit der äußeren unteren Kante des L-Ringes zusammen. Vorteilhaft wird der L-Ring nicht gegen Drehen gesichert, damit er sich im Betriebe frei drehen kann.The invention consists of the combination of the following piston rings: i. A self-tightening L-shaped sealing ring made of cast iron is used as the top piston ring or spring steel is used, the horizontal L-beam of which is crossed by a Shoulder of the piston is held, its vertical bar up reaches to the combustion chamber and is flush with the piston crown at the top and thus forms the control edge and its butt joint with a gas-tight and soot-di'chten Lock is formed. The lock is formed by attaching to one end of the sealing ring a sealing body protrudes from the shape of a quarter cylinder, which protrudes into a corresponding hollow cylindrical recess of the other end of the ring protrudes sealingly. The cylinder axis of the sealing body coincides with the outer lower edge of the L-ring. Advantageous the L-ring is not secured against turning so that it can turn freely during operation can.

2. Der darunter befindliche selbstspannende Dichtungsring hat auf seiner Oberseite die Form einer Hohlkegelfläche, wobei die Ringhöhe gegenüber dem Nutengrund gering ist. Auf dieser Hohlkegelfläche liegt ein Beilagering, dessen Unterseite als Gegenstück eine entsprechende Kegelform hat. Der Beilagering hat keine Spannung nach außen oder innen und hat gegenüber der Zylinderlaufbahn und dem Nutengrund radiales Spiel und gegenüber der oberen N utenwand axiales Spiel. Der Beilagering ist zweckmäßig in zwei gleiche Hälften in Form von Halbkreisringen. auseinandergeschnitten für leichten Ein- und Ausbau. Der leilagering hat keine Dichtungswirkung, sondern führt durch seine Massenkräfte axiale Pendelbewegungen nach unten und oben aus und hält so das axiale und auch das radiale Spiel in der Kolbenringnut frei. Der Dichtungsring und der Beilagering werden nicht gegen Drehen gesichert, so daß sie sich im Betrieb frei drehen können. Es können eine oder mehrere Ringnuten unter dem L-Ring solche Dichtungsringe mit Beilageringen erhalten.2. The self-tightening sealing ring underneath has its top the shape of a hollow conical surface, the ring height compared to the Groove base is small. On this hollow conical surface is a ring, whose The underside has a corresponding cone shape as a counterpart. The side ring has no external or internal tension and has opposite to the cylinder liner and Radial play at the bottom of the groove and axial play in relation to the upper wall of the groove. The shim ring is useful in two equal halves in the form of semicircular rings. cut apart for easy installation and removal. The bearing ring has no sealing effect, but through its inertia forces it causes axial pendulum movements upwards and downwards and thus keeps the axial and radial play in the piston ring groove free. The sealing ring and the shim ring are not secured against turning, so that they can rotate freely during operation. There can be one or more ring grooves underneath the L-ring received such sealing rings with washers.

Als weitere Dichtungsringe werden normale Dichtungsringe in normalen Ringnuten angeordnet. Der L-Ring mit gasdichtem Schloß an der oberen Kolbenkante wird bei Leichtmetallkolben in einem Ringträger aus Gußeisen, Stahl oder Bronze gelagert. Der Ringträger bildet auch den Kolbensteg zwischen L-Ring und dem darunter befindlichen Beilagering, so daß dieser bei seiner Pendelbewegung nach oben gegen eine harte Fläche schlägt. Der Ringträger wird zweckmäßig in Form eines großen L-Ringes in den Kolbenkörper eingegossen. Er kann auch mit dem Kolbenkörper verschraubt sein oder als durchgehende Platte die ganze Kolbenbodenfläche bedecken.As additional sealing rings, normal sealing rings are converted into normal Arranged annular grooves. The L-ring with gas-tight lock on the upper edge of the piston In the case of light metal pistons, it is placed in a ring carrier made of cast iron, steel or bronze stored. The ring carrier also forms the piston land between the L-ring and the one below located shim ring, so that this against its pendulum movement upwards hits a hard surface. The ring carrier is expediently in the form of a large L-ring cast into the piston body. It can also be screwed to the piston body or cover the entire piston crown surface as a continuous plate.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Allbildungen gezeigt und beschrieben. Es zeigt Abb. i den oberen Teil eines Arbeitskolbens eines Zweitaktdieselmotors mit. der' beschriebenen Ringkombination, links im Schnitt und rechts in Ansicht, Abb.2 in vergrößertem-Maßstab in perspektivischer Darstellung das eine Ringende des L-Ringes mit einem -vorspringenden, Dichtkörper in Form eines Viertelzylinders, All>. 3 im Nlaßstal> der.Abb. 2 einen Querschnitt durch eine Kolbenringnut mit einem kegeligen Dichtungsring und einem kegeligen Beilagering.In the following the invention is shown and based on all formations described. Fig. I shows the upper part of a working piston of a two-stroke diesel engine with. the 'described ring combination, left in section and right in view, Fig.2 shows one end of the ring on an enlarged scale in a perspective view of the L-ring with a protruding sealing body in the form of a quarter cylinder, All>. 3 in the Nlaßstal> Fig. 2 shows a cross section through a piston ring groove with a conical sealing ring and a conical washer.

In den Alb. i bis 3 ist i der Kollyenkörper, vorzugsweise aus Leichtmetall. 2 ist ein hier eingegossener Ringträger in L-Form aus hartem Werkstoff. 3 ist als oberster Dichtungsring ein L-Ring mit gas- und rußdichtem Schloß. 1 ist eine übergreifende Schulter des Ringträgers zum Halt des L-Ringes. 5 ist der am einen Ende des L-Ringes an der Stoßfuge vorspringende Dichtkörper in Form eines Viertelzylinders, der in eine entsprechende hohlzylindrische Ausdrehung des anderen Ringendes eingreift. 6 ist der Steg zwischen L-Ring und darunter befindlicher Nut, der durch den harten Ringträger gebildet wird. 7 ist ein selbstspannender Dichtungsring, dessen Oberseite die Form eines Hohlkegels hat. 8 ist ein Beilagering, dessen Unterseite die Form eines Kegels hat. Dieser Beilagering ist über dem Dichtungsring 7 mit axialem und radialem Spiel angeordnet. Er hat keine Eigenspannung und ist zweckmäßig in zwei Hälften geteilt. Ein solcher Dichtungsring 7 mit Beilagering 8 ist hier in der 2. und 3. Ringnut von oben angeordnet. 9 sind weitere normale einzelne Dichtungsringe oder ölal)streifringe in normalen Ringnuten.In the Alb. i to 3 i is the Kollyenkbody, preferably made of light metal. 2 is an L-shaped ring carrier made of hard material and cast in here. 3 is as The top sealing ring is an L-ring with a gas- and soot-tight lock. 1 is an overarching one Shoulder of the ring bearer to hold the L-ring. 5 is the one at one end of the L-ring at the butt joint protruding sealing body in the form of a quarter cylinder, which in a corresponding hollow cylindrical recess of the other end of the ring engages. 6 is the web between the L-ring and the groove underneath, which is caused by the hard Ring carrier is formed. 7 is a self-tightening sealing ring, the top of which has the shape of a hollow cone. 8 is a shim ring, the bottom of which is the shape of a cone. This shim ring is above the sealing ring 7 with axial and arranged radial play. It has no internal stress and is useful in two Divided into halves. Such a sealing ring 7 with a shim ring 8 is shown here in FIG. and 3rd ring groove arranged from above. 9 are other normal single sealing rings or oleal) sliding rings in normal ring grooves.

Die Ringkombination eignet sich insbesondere für Zweitaktdieselmotoren mit vom Kolben gesteuerten Spül- und Aüslaßkanälen und insbesondere für solche mit hoher Drehzahl und Leistung. Sie eignen sich in gleicher Weise für Wasserkühlung und für Luftkühlung. Für Zweitaktdieselmotoren mit direkter Einspritzung des Kraftstoffes und der erfahrungsgemäß dabei erhöhten Rußbildung ist die beschriebene Ringkombination besonders wichtig.The ring combination is particularly suitable for two-stroke diesel engines with rinsing and outlet channels controlled by the piston and especially for those with high speed and power. They are equally suitable for water cooling and for air cooling. For two-stroke diesel engines with direct fuel injection and the soot formation that has been shown to be increased in the process is the ring combination described particularly important.

Claims

PATENT CLAIM: Arrangement and design of piston rings for working pistons of two-stroke engines, especially two-stroke diesel engines, in the case of the patent 85.1285 the top piston ring acts as a control edge and has a gas-tight lock and the subsequent piston rings a stress-free one that can move freely in all directions Have a shim ring and other piston rings are arranged without a shim ring, marked by combining piston rings as follows: i. a supreme, self-exciting, slotted sealing ring in L-Fortn, acting as a control edge, formed with a gas- and soot-tight lock, with a protruding at one end of the butt joint Sealing body in the form of a quarter cylinder, which is turned into a hollow cylindrical recess of the other end of the cylinder protrudes, the cylinder axis of the sealing body falls with it the outer lower edge of the L-ring approximately together; 2. in the next and Possibly also the next but one piston ring groove underneath each a self-tightening, slotted one Sealing ring with top in the form of a hollow cone, so that the ring height opposite the bottom of the groove is small, and on this a loose ring without tension, its bottom rests in the form of a cone on the hollow conical surface of the sealing ring and the with respect to the cylinder wall and the bottom of the groove, radial play and with respect to the upper one Wall of the ring groove has axial play. The Bei-Lagering is advantageous in two semicircular Halves divided and made of steel; 3. the remaining sealing rings are as normal sealing rings are formed and lie in normal grooves.