In Kolben eingebauter Kolbenring mit Spannfeder Gegenstand der Erfindung ist ein in einen Kolben eingebauter Kolbenring mit Spannfeder, die den Kol- bennutengrund nicht berührt und deren Enden sich im unbelasteten oder nur teilweise belasteten Zustand aufeinander oder am Kolbenring abstützen.
In den beiliegenden Zeichnungen sind beispiels weise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstan des erläutert.
Fig. <B>1</B> zeigt einen entspannten Kolbenring mit Spannfeder im Grundriss.
Fig. 2 zeigt den geschlossenen gespannten Kolben ring mit der eingelegten Spannfeder.
Fig. <B>3</B> zeigt in grösserem Massstab die Form der im offenen Kolbenring eingelegten Spannfeder.
Fig. 4 zeigt entgegen der in Fig. <B>1</B> und 2 gezeigten Spannfeder eine andere Lage derselben gegenüber dem Stoss bei offenem Kolbenring.
Fig. <B>5</B> bis<B>7</B> zeigen beispielshafte Ausführungs formen der Enden der Spannfeder. Das Schloss der Spannfeder kann beliebig ausgeführt werden.
Fig. <B>8</B> zeigt eine beispielshafte Ausführung der Abstützung der Spannfeder auf dem Kolbenring. Wie Fig. <B>1</B> zeigt, ist die Spannfeder 2 so in den Kolbenring<B>1</B> eingelegt, dass die beiden Enden<B>3</B> und 4 der Spannfeder aneinanderstossen und sich gegen einander abstützen. Die Spannfeder 2, die hier als Federstahlband gezeichnet ist, kann auch mittels Federstahldraht (runder Querschnitt) erzeugt werden oder es kann ein gelochtes Stahlband verwendet werden. Merkmale der Spannfeder 2 sind ihre poly gonale Form und das gegenseitige Abstützen der Spannfederenden <B>3</B> und 4.
Die Länge der Spannfeder 2 ist geometrisch bestimmt durch die Länge des Polygonzuges entsprechend der Anzahl Seiten des Polygons.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie die Spannfeder 2 beim gespannten, das heisst zusammengedrückten Kolbenring<B>1</B> sich deformiert. Man sieht, dass die Spannfeder den durch die strichpunktierte Kreislinie <B>25</B> angedeuteten Nutengrund weder in der gespann ten noch in der entspannten Lage des Kolb#nringes <B>1</B> berührt. Kolbenring und Spannfeder zusammen bilden ein für sich ein- und ausbaubares Maschinenelement.
Besteht die Spannfeder 2 im unbelasteten Zustand aus einem Polygonalzug von n Seiten, so deformiert sich die belastete Spannfeder 2 ün komprimierten Kolbenring<B>1</B> zu einem 2n-seitigen Polygon. Es ist aber auch möglich, dass sich der Polygonzug von n Seiten zum m<B>-</B> n-seitigen Polygon deformiert, wobei m beliebige Zahlen-werte aufweisen kann.
Da im unbelasteten oder quasi unbelasteten Zu stand der Spannfeder die Enden der Federn<B>3</B> und 4 sich gegenseitig abstützen, wird beim Komprimieren des Kolbenringes<B>1</B> der Spannfederraum verkleinert. Die unveränderte Länge der Spannfeder muss auswei chen können und die Seiten<B>5</B> des Polygonzuges wer den auf Knickung beansprucht. Wenn die Seiten<B>5,</B> wie in Fig. <B>3</B> dargestellt, gegenüber dem Kolbenring- Mittelpunkt ein wenig konvex gebogen sind, knicken die Seiten<B>5</B> unter der Kn#icklast beim Komprimieren des Kolbenringes mit Sicherheit nach aussen aus.
Das n-fache Polygon deformiert sich zum 2n-fachen Poly gon, und es -ergeben sich aus jeder Seite<B>5</B> die zwei Seiten<B>6</B> und<B>7.</B> Die so entstandenen neuen Ecken stützen sich auch auf dem Kolbenring ab. Anstatt ein 2n-faches Polygon zu erhalten, kann man auchein 3n, 4n usw., das heisst ein m<B>-</B> n-faches Polygon er halten.
Diese Tatsache ist ein grosser Vorteil, denn<B>je</B> mehr Ecken der Spannfeder 2 den Kolbenring<B>1</B> tra gen helfen, desto gleichmässiger dichtet der Kolben ring<B>1</B> gegenüber der Zylinderwand.
Wie aus Fig. <B>1</B> ersichtlich, liegt eine Ecke der unbelasteten Spannfeder 2 in der Kolbenringstoss- ebene. Die Spannfeder 2 kann aber auch so innerhalb des Kolbenringes<B>1</B> liegen, wie Fig. 4 zeigt, wo eine Polygonseite in der Kolbenringstossebene liegt. Die nach Fig. 4 im Kolbenring<B>1</B> liegende Kolbenringfeder deformiert sich wieder beim komprimierten Kolben ring<B>1,</B> wW in Fig. 2 dargestellt. In beiden Fällen werden die Stossenden des Kolbenringes<B>1</B> speziell durch die Spannfeder 2 im komprimierten Zustande unterstützt.
Die Spannfederenden <B>3</B> und 4 können auch zu einem speziellen Schloss ausgebildet werden.
Fig. <B>5</B> zeigt einen geschlossenen (also kompri mierten) Kolbenring<B>8,</B> der an seinem Stossende<B>9 je</B> eine Aussparung<B>10</B> besitzt. In diesen Aussparungen <B>10</B> liegen nun die nach aussen gekrümmten Enden<B>11</B> und 12 der Spannfeder<B>13</B> auf. Die Spannfederenden <B>11</B> und 12 stützen sich gegenseitig ab. Es ist darauf zu achten, dass die zwei Aussparungen<B>10</B> so gross sind, dass Spannfederenden <B>11</B> und 12 auch beim kompri mierten Kolbenring<B>8</B> bei gegebenem Stossspiel noch frei spielen können.
Eine andere Ausbildung der Federenden zeigen Fig. <B>6</B> und 6a. Die Spannfederenden <B>3</B> und 4 werden, wie die Fig. <B>6</B> zeigt, abgesetzt ausgebildet. über diese speziellen Enden wird eine flache Hülse 14 (Fig. <I>6a),</I> deren innere Form den Spannfederenden <B>3</B> und 4 entspricht, als Schloss darüber gestülpt.
Fig. <B>7</B> zeigt die Ausbildung der Spannfederenden zu einem speziellen Schloss, wobei dasselbe eine Ecke des unbelasteten Polygonzuges bildet oder innerhalb einer Seite des unbelasteten Polygons liegen kann.
Das Schloss kann beispielsweise wie folgt ausge bildet sein. Auf das Spannfederende <B>16</B> wird auf der äusseren und inneren Seite des Federbandes<B>je</B> ein kleines Federbandstück <B>17</B> durch Punktschweissen auf das Spannfederende <B>16</B> so aufgeschweisst, dass die zwei Federbandstücke <B>17</B> etwa 2 mm über dem Spann- federende <B>16</B> stehen.
Beim Einlegen der Spannfeder wird dann der Polygonzug geschlossen, wenn man das Spannfederende <B>18</B> in die durch die Federbandstücke <B>17</B> gebildete öffnung so einschiebt, dass die beiden Spannfederenden <B>16</B> und<B>18</B> satt gegeneinander an liegen.
Bei der Verwendung eines Drahtes als Spannfeder reduziert sich das Schloss auf ein Stück Rohr, in wel ches beide Spannfederenden gesteckt werden.
Eine andere Abstützung der Spannfeder<B>19</B> ist in Fig. <B>8</B> dargestellt. Wise aus der Zeichnung ersichtlich, stützt sich dieselbe auf den Kolbenring 20 ab. Seitlich des Stossendes des Kolbenringes 20 werden zwei Ein kerbungen 21 auf der inneren Seite des Kolbenringes 20 eingefräst. Die so entstandenen Aussparungen sollen so ausgebildet sein, dass die Spannfeder<B>19</B> mit ihren Enden in denselben gefangen bleibt.
Piston ring with tension spring built into piston The object of the invention is a piston ring with tension spring built into a piston, which does not touch the bottom of the piston groove and whose ends are supported on one another or on the piston ring in the unloaded or only partially loaded state.
In the accompanying drawings, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained.
Fig. 1 shows a relaxed piston ring with tension spring in plan.
Fig. 2 shows the closed cocked piston ring with the inserted tension spring.
Fig. 3 shows, on a larger scale, the shape of the tension spring inserted in the open piston ring.
In contrast to the tension spring shown in FIGS. 1 and 2, FIG. 4 shows a different position of the same in relation to the joint when the piston ring is open.
Fig. 5 to 7 show exemplary embodiments of the ends of the tension spring. The lock of the tension spring can be designed as desired.
Fig. 8 shows an exemplary embodiment of the support of the tension spring on the piston ring. As FIG. 1 shows, the tension spring 2 is inserted into the piston ring 1 in such a way that the two ends 3 and 4 of the tension spring abut one another and each other support against each other. The tension spring 2, which is drawn here as a spring steel band, can also be produced by means of spring steel wire (round cross-section) or a perforated steel band can be used. Features of the tension spring 2 are its polygonal shape and the mutual support of the tension spring ends <B> 3 </B> and 4.
The length of the tension spring 2 is determined geometrically by the length of the polygon course corresponding to the number of sides of the polygon.
From FIG. 2 it can be seen how the tension spring 2 is deformed when the piston ring 1 is stretched, that is to say is compressed. It can be seen that the tension spring does not touch the groove base indicated by the dash-dotted circular line <B> 25 </B> neither in the tensioned nor in the relaxed position of the piston ring <B> 1 </B>. Piston ring and tension spring together form a machine element that can be installed and removed on its own.
If the tension spring 2 in the unloaded state consists of a polygonal line from n sides, then the loaded tension spring 2 deforms into a 2n-sided polygon in a compressed piston ring <B> 1 </B>. It is also possible, however, for the polygon to deform from n sides to form the m - n-sided polygon, where m can have any number values.
Since the ends of the springs <B> 3 </B> and 4 support each other in the unloaded or virtually unloaded state of the tension spring, the tension spring space is reduced when the piston ring <B> 1 </B> is compressed. The unchanged length of the tension spring must be able to evade and the sides <B> 5 </B> of the polygon are stressed for buckling. When the sides <B> 5 </B>, as shown in FIG. <B> 3 </B>, are bent a little convexly with respect to the center of the piston ring, the sides <B> 5 </B> bend under the Buckling load when compressing the piston ring is definitely outwards.
The n-fold polygon deforms to 2n-fold polygon, and the two sides <B> 6 </B> and <B> 7. </ B result from each side <B> 5 </B> > The new corners created in this way are also supported on the piston ring. Instead of getting a 2n-fold polygon, you can also get a 3n, 4n, etc., that is, an m <B> - </B> n-fold polygon.
This fact is a great advantage, because <B> the </B> more corners of the tension spring 2 help to support the piston ring <B> 1 </B>, the more evenly the piston ring <B> 1 </B> seals against it the cylinder wall.
As can be seen from FIG. 1, one corner of the unloaded tension spring 2 lies in the piston ring joint plane. The tension spring 2 can, however, also lie within the piston ring 1, as FIG. 4 shows, where a polygon side lies in the piston ring joint plane. The piston ring spring located in the piston ring <B> 1 </B> according to FIG. 4 is deformed again when the piston ring <B> 1 is compressed, as shown in FIG. 2. In both cases, the abutting ends of the piston ring <B> 1 </B> are specifically supported by the tension spring 2 in the compressed state.
The tension spring ends <B> 3 </B> and 4 can also be made into a special lock.
Fig. 5 shows a closed (that is, compressed) piston ring 8, and each of which has a recess 10 at its abutting end 9 > owns. The outwardly curved ends <B> 11 </B> and 12 of the tension spring <B> 13 </B> now rest in these recesses <B> 10 </B>. The tension spring ends <B> 11 </B> and 12 support each other. It must be ensured that the two recesses <B> 10 </B> are so large that the tension spring ends <B> 11 </B> and 12 also with the compressed piston ring <B> 8 </B> with the given joint clearance can still play freely.
Another design of the spring ends is shown in FIGS. 6 and 6a. The tension spring ends <B> 3 </B> and 4 are, as FIG. 6 </B> shows, designed to be offset. A flat sleeve 14 (Fig. 6a), the inner shape of which corresponds to the tension spring ends 3 and 4, is slipped over these special ends as a lock.
Fig. 7 shows the design of the tension spring ends to form a special lock, which forms a corner of the unloaded polygon or can lie within one side of the unloaded polygon.
The lock can be formed, for example, as follows. On the tension spring end <B> 16 </B> a small piece of spring tape <B> 17 </B> is spot-welded onto the tension spring end <B> 16 </ B> welded on so that the two pieces of spring band <B> 17 </B> are about 2 mm above the end of the tension spring <B> 16 </B>.
When the tension spring is inserted, the polygon is closed if the tension spring end <B> 18 </B> is pushed into the opening formed by the spring band pieces <B> 17 </B> in such a way that the two tension spring ends <B> 16 </ B> and <B> 18 </B> lie tightly against each other.
When using a wire as a tension spring, the lock is reduced to a piece of tube into which both ends of the tension spring are inserted.
Another support of the tension spring <B> 19 </B> is shown in FIG. 8. As can be seen from the drawing, the same is supported on the piston ring 20. On the side of the butt end of the piston ring 20, two A notches 21 are milled on the inner side of the piston ring 20. The recesses created in this way should be designed in such a way that the ends of the tension spring <B> 19 </B> remain trapped in them.