Kolbenring und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf Kolbenringe und betrifft einen Ring jener Art, die einen Segmentring, bestehend aus mindestens zwei, überlappende Stoss verschlüsse bildenden Segmenten, und eine ange nähert über den ganzen Innenumfang des Segment ringes sich erstreckende wellenförmige Flachband feder besitzt, welche an Stellen, die im gleichen Ab stand voneinander liegen, auf den Segmentring ein wirkt.
Bei den bekannten derartigen Ausführungen be stehen die Stossfugen aus komplizierten, meist mehr fach ineinandergreifenden unterteilten Segment enden, was den Nachteil hat, dass sich die Enden der einen Stoss bildenden Segmente nicht auseinan der bewegen lassen, ohne dass der Materialquerschnitt an den Stössen ,in unzulässiger Weise geschwächt wird. Bei bisher bekannten Kolbenringen mit Seg- mentring der eingangs genannten Art besteht ferner der Nachteil, dass je Segment eine Feder vorgesehen ist. Bei allen diesen Ausführungen ist jede Feder an ihren Enden in den Enden des zugehörigen Seg mentes gehaltert.
Diese Federn haben lediglich den Zweck, einen gleichmässigen radialen Anpressdruck des Kolbenringes an die Zylinderlaufbahn zu ver mitteln.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, einer seits die geschilderten Nachteile bekannter Stossver schlüsse zu beheben und anderseits den Aufgaben kreis der Feder zu erweitern; sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Kolbenringes.
Demgemäss ist der Kolbenring gemäss der Erfin dung dadurch gekennzeichnet, dass die Stossver schlüsse je aus einer überlappung bestehen, die eine in der Umfangsansicht Z-förmige, sich über die ganze radiale Breite des Segmentringes erstreckende Stoss fuge bildet und gegen die zur radialen Abdichtung des Stosses ein Teil der wellenförmigen Feder oder ein von dieser gedrückter Teil sich anpresst. Das Ver fahren zur Herstellüng des Kolbenringes besteht darin, dass die Segmente dadurch hergestellt werden, dass S:
interwerkstoff in dosierter Menge in eine Press- form mit den Dimensionen des Kolbenringsegmentes angepassten Dimensionen eingelegt und einem Druck auf die Aussen-, Innen- oder Schulterflächen unter worfen wird.
Durch die Erfindung wird in der Hauptsache er reicht, dass die Z-Stossverschlüsse in axialer und zu gleich radialer Richtung abgedichtet sind und die Segmente bei richtig dosiertem, überall gleichmässig wirkendem radialem Anpressdruckes in idealer Weise an die Zylinderwandung angedrückt werden.
In der Zeichnung sind rein beispielsweise Aus führungsformen des erfindungsgemässen Kolbenrin ges dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 als erstes Ausführungsbeispiel einen drei Segmente aufweisenden Kolbenring mit der Feder, im Grundriss, Fig. 2 den Ring nach Fig. 1 im Seitenriss, Fig. 3 einen Teil des Ringes im Schaubild, Fig. 4 den Kolbenring einer zweiten Ausführung, in Draufsicht, Fig. 5 in Seitenansicht,
Fig. 6 eine schaubildliche Darstellung eines Tei les des Kolbenringes, Fig. 7 eine Teilansicht eines dritten Ausführungs- beispieles, Fig. 8 eine andere Teilansicht des dritten Aus- führungsbeispieles, Fig. 9 und 10 die Stossstelle eines Kolbenringes nach einer vierten Ausführungsform in schaubild licher Darstellung.
Gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 besteht der Segmentring des Kolbenrin ges aus drei Segmenten 1, 2 und 3 von je 120 Win- kellänge, die mit über ihre ganze radiale Breite sich erstreckenden, sich gegenseitig überlappenden Enden 4, 5 versehen sind (Fig. 2 und 3) und die sich zum Segmentquerschnitt ergänzen.
Zwischen den so ge bildeten Stossverschlüssen, die eine in der Umfangs ansicht Z-förmige, über die ganze radiale Breite des Segmentringes sich erstreckende Stossfuge besitzen, ist an der Innenfläche der Segmente je eine Ausneh- mung <I>la, 2a,</I> 3a angeordnet, von denen jede z. B. eine Länge von etwa 10-20 mm je nach Durchmes ser des Kolbenringes besitzt. Die zum vorliegenden Ausführungsbeispiel des Kolbenringes passende wel lenförmige Bandfeder 7 erstreckt sich über annä hernd den ganzen Innenumfang des @Segmentringes und weist dieselbe oder eine etwas geringere Quer schnittshöhe auf als die Ringsegmente 1, 2 und 3.
Die Feder 7 besitzt sechs zu 60 gegeneinander um fangversetzte Auswölbungen 7a, von denen abwech selnd eine sich in die Ausnehmungen <I>la, 2a,</I> 3a ein passt. Hierdurch werden die Segmente 1, 2 und 3 in zweckentsprechender Weise in ihrer Mitte gegen die Zylinderwand gepresst und zugleich wird die Feder 7 gegen Verschiebung in Umfangsrichtung ge sichert. Es können selbstverständlich auch mehr, z. B. zwölf Anpressstellen der Feder 7 an der Innenfläche des Ringes vorgesehen sein, wobei dann die Feder eine entsprechende Anzahl Auswölbungen besitzt.
Die andern Auswölbungen 7a pressen sich an den Stössen der Segmente gegen diese an, so dass auch an diesen Stellen die Enden der Segmente radial gegen die Zylinderwand gepresst werden. Gleichzeitig bilden die an den Stossstellen angedrückten Auswöl- bungen 7a eine radiale Abdichtung der ersteren. Die Anpresslänge der Federwölbungen 7a an den Stoss stellen entspricht der Festigkeit, welche die Verbin dung zwischen Segmentring und Feder in funktionel ler Weise aufbringen muss.
Diese Länge wird vor zugsweise so gewählt, dass bei all den verschiedenen, einer Feder zugeordneten Kolbenringdurchmessern die Totallänge der Federwölbung bei den Stossstel len dieselbe ist. Damit am Stoss immer für eine ge nügende Überlappung gesorgt ist, auch wenn die Durchmessertoleranz des Kolbenringes einen Milli meter beträgt, kann die Länge der Auswölbung 7a bei den Stossstellen dementsprechend gewählt werden.
Ebenfalls ist das Stossspiel sowie die Ring- und even tuelle Zylinderabnützung sowie auch - die nötige Sicherheitsgrenze für das Bestehenbleiben der über lappung in der gewählten Länge der Auswölbung 7a bei den Stossstellen enthalten. Durch die über den Umfang des Kolbenringes vorgesehenen gleichmässig verteilten sechs Anpressstellen wird ein gleichmässiges Anpressen der Segmente an die Zylinderlaufbahn in Verbindung mit der Beweglichkeit jedes einzelnen Segmentes erreicht.
Daraus ergibt sich praktisch eine ideal runde Spannbandform. Die Anpressdrucke der Kolbenringe werden den jeweiligen Verhältnissen auf einfache Weise angepasst, indem die Matrialdicke der Federn 7 geändert wird.
Diese Tatsache erhält besondere Wichtigkeit bei Motoren mit hohen Kom- pressionsdrücken. Die Anpressfedern 7 sind genau auf die Ringe abgestimmt; demzufolge findet für jede Kolbenringdimension die entsprechende Dimension der Feder bezüglich Durchmesser und Breite Ver wendung.
Das Verfahren zur Herstellung der Ringsegmente beruht auf der Erkenntnis, dass bei Kolbenringseg- menten, aus Sintermetall die komplizierte sogenannte mechanisch-maschinelle Formgebung sowie auch der bedeutende Materialverlust wegfällt. Das Verfahren besteht demgemäss darin, dass Sinterwerkstoff in do sierter Menge in eine sinngemässe Pressform, welche der Segmentdimension angepasst ist, eingelegt wird und einem Druck auf seine Aussen-, Innen- oder Schulterflächen unterworfen wird.
Der Nennaussen durchmesser der Pressform ist zweckmässig gleich dem Aussendurchmesser des einzubauenden Kolbenring Segmentes, also gleich dem Durchmesser des Zylin ders, in welchem der Kolben arbeitet; der Innen durchmesser der Form ist vorteilhaft gleich dem Durchmesser der Kolbennute, vergrössert um den Wert, der dem notwendigen Zwischenraum für die Anpressfeder entspricht. Die Pressform ist demzufolge immer das Negativ eines Kolbenringsegmentes, wel ches z. B. einem runden Kreisabschnitt entspricht.
Für den Fall, dass ein Segment in bewusst unrunde Zylinder eingebaut wird, kann auch die Umfangs kurve des Segmentes bewusst unrund sein und somit auch die Pressform eine bewusst unrunde Umfangs kurve aufweisen. Die Höhe der Pressform entspricht zweckmässig der Höhe des Segmentes; die Pressform kann aber auch höher gewählt werden, damit sich mehrere verschieden hohe Pressformen in demselben Durchmesserbereich erübrigen. Die Höhe des Seg mentes kann durch einfache Schleifbearbeitung auf die Nennhöhe gebracht werden.
Die .Stossverschluss- enden an den Segmenten können ebenfalls in die Pressform einbezogen werden, so dass nach dem Pressvorgang auch keine Nachbearbeitung des Stoss verschlusses mehr erforderlich ist.
Gemäss der zweiten Ausführungsform nach den Fig. 4-6 besteht der Segmentring des Kolbenringes aus drei Segmenten 1, 2 und 3 von je 120 Winkel länge, die mit über ihre ganze radiale Breite sich erstreckenden, sich gegenseitig überlappenden, durch eine Absetzung 4a bzw. 5a gebildeten Enden 4, 5 versehen sind (Fig. 5 und 6), die ein Z-Stossverschluss der oben angegebenen Art ergeben und sich zum Segmentquerschnitt ergänzen.
An die Innenfläche der Segmente 1, 2, 3 ist als Bandeinlage ein Dichtungsring 6 eingelegt, welcher sich annähernd über den ganzen Umfang des Seg- mentkolbenringes erstreckt. Der Dichtungsring 6 weist entweder die gleiche Höhe auf wie die Seg mente oder kann beispielsweise 0,1-0,2 mm nied riger sein. Der dabei entstehende Luftspalt führt praktisch zu keinem spürbaren Gas- und Druckver lust, da sich in ihm schon nach kurzer Betriebsdauer Verbrennungsrückstände, Ölkohle usw. ansetzen und dabei eine dichtende Wirkung ausüben.
Die wellen- förmige Flachbandfeder 7 ist so in den mit dem Dichtungsring 6 versehenen Segmentring 1, 2, 3 ein gelegt, dass sie den Dichtungsring 6 an die Innen fläche der Segmente andrückt. Die Flachbandfeder 7 weist eine grosse Zahl Wellungen auf und drückt dem gemäss mit einer entsprechenden Anzahl Erhöhungen über den Dichtungsring 6 auf den Segmentring 1, 2, 3.
Die Flachbandfeder 7 weist die gleiche oder eine etwas geringere Höhe auf als die Ringsegmente 1, 2 und 3; sie weist zweckmässigerweise die gleiche Höhe auf wie der Dichtungsring 6, welcher zweck mässigerweise aus Blechband besteht. Das Federband 7 und der Dichtungsring 6 können als getrennte Organe im Segmentring 1, 2, 3 eingesetzt sein; sie können aber auch zu einer Einheit verbunden im Segmentring Platz nehmen. Im letzteren Falle ist die Flachbandfeder an einem ihrer Enden mit dem einen Ende des Dichtungsringes fest z. B. durch Schweissen verbunden, wie z.
B. bei 8 angegeben (Fig. 4).
Der Dichtungsring 6, welcher zwischen den Kol- benringsegmenten 1, 2, 3 und der Flachbandfeder 7 eingeschaltet ist, dient zur radialen Abdichtung der Stossverschlüsse der Segmente 1, 2, 3. Die mit zahl reichen Wellungen versehene Feder 7 wirkt über den Dichtungsring 6 auf die Ringsegmente 1, 2, 3.
Das Einlegen der Feder 7 erfolgt unabhängig von irgend welchen bestimmten Stellungen in bezug auf den Kolbenringumfang. Feder 7 und Dichtungsring 6 kön nen demzufolgebeliebig indie Segmente eingesetzt wer den, nur ist dabei zu beachten, dass jdie Enden des Dich tungsbandes 6, die sich nicht berühren, nicht an eine Stossstellle des Segmentringes zu liegen kommen. Die zahlreichen Wellen bzw. Erhöhungen der Flach bandfeder 7 über einen über den Umfang des Kol benringes gleichmässig verteilten Druck aus, was be sonders bei ausgelaufenen (ovalen und/oder koni schen) Zylindern von besonderer Bedeutung ist.
Gegenüber den bekannten Ausführungen von Kol benringen mit eingelegten welligen Flachbandfedern werden Vorteile hinsichtlich besserem Wirkungsgrad und grösserer Wirtschaftlichkeit erzielt.
Gemäss der Darstellung nach den Fig. 7 und 8 besteht die Bandeinlage anstatt aus einem einzigen Ring aus Ringstücken 6a, 6b und 6c, die an den drei Stossstellen der Segmente 1, 2, 3 von innen gegen diese durch die Feder 7 angedrückt werden. Diese Ringstücke 6a, 6b und 6c sind so lang, dass sie min destens die überlappungen 4, 5 der Segmente 1, 2, und 3 radial abdecken bzw. abdichten.
Die Band- bzw. Ringstücke 6a, 6b und 6c sind je mit der Feder 7 verbunden, z. B. angeschweisst, vernietet oder sonst befestigt. Gemäss der Darstel lung nach Fig. 7 ist das Ringstück 6c mit dem einen Ende der Feder 7 verbunden, während die andern Ringstücke 6a und 6b (Fig. 8) mit mindestens einer Erhöhung der Feder 7 verbunden sind.
In dem Beispiel nach Fig. 9 und 10 bezeichnen 1 und 2 wieder zwei Segmente, und 4, 5 die sich gegenseitig überlappenden Enden. Mit 6a ist wieder ein Dichtungsringstück bezeichnet, für dessen Auf nahme, im Gegensatz zum vorbesprochenen Beispiel, in den Kolbenringsegmenten 1, 2 eine Aussparung 1 b bzw. 2b vorgesehen ist.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung von Kolbenringen mit Anpressfeder sowie durch das Ver fahren werden im wesentlichen die folgenden Vor teile erreicht: 1. Der Stossverschluss ist sehr einfach gestaltet, wodurch die bekannten, in fabrikatorischer und funk tioneller Hinsicht komplizierten Stossverschlüsse ver mieden werden.
2. Der Stossverschluss kann den Gasen und dem öl den Durchlass sowohl in axialer als auch radialer Richtung vollständig verwehren.
3. Durch den vorgeschlagenen Stossverschluss ist der Kolbenring an seiner kritischsten Stelle auf ein Minimum geschwächt.
4. Durch die Aufteilung des Segmentringes in Zusammenwirkung mit der auf den ganzen Ringum fang gleichmässig wirkenden Feder wird die ovale Abnutzung der Zylinderlaufbahn auf ein Minimum herabgesetzt.
5. Mit dem in einzelne Teilstücke unterteilten Ring wird auch die Ringzone des Kolbens mit zur Führung im Zylinder herangezogen, da sich die in der Nute liegende gewellte Flachbandfeder einer seits auf dem Nutengrund und anderseits auf der Segmentinnenfläche bzw. einem Zwischenteil abstützt.
6. Zudem ergeben sich aus dem vorerwähnten Grunde zwischen Kolben, Ring und Zylinder Ver hältnisse, die sich für diese Teile in besseren ther mischen Betriebsverhältnissen auswirken.
7. Die vorgeschlagene Bauart bietet die Möglich keit, die Kolbenringe im Durchmesser zu normali sieren, indem die Kolbenringe von 50-130 mm je z. B. in einem Durchmesserbereich von einem Milli meter verwendbar sind.
Daraus geht hervor, dass man je Durchmesser bereich weniger Dimensionen im Hinblick auf verschie dene Durchmesser und Höhen braucht. Die gleiche Einsparung kann ebenfalls je Zolldurchmesser erreicht werden. Daraus resultiert eine Reduktion der Dimen sionen bei derartigen Kolbenringen, z. B. auf einen Viertel gegenüber den konventionellen Ringen. Dies ist wirtschaftlich von grosser Bedeutung, denn gegen über 2500 Dimensionen der bisherigen Ringe sind z. B. nur 600 Dimensionen beim vorliegenden Kol benring vonnöten, was eine grosse Reduktion und Vereinfachung der Lagerhaltung ermöglicht, was sich vor allem wiederum im Reparaturgewerbe auswirkt.
B. In der Praxis erhält die vorgeschlagene Kol- benringkonstruktion ihre volle Bedeutung, indem Motoren bei oval bzw. konisch gewordenen Zylinder- laufbahnen ohne das teure Zylinderschleifen bzw. Zylinderersetzen sowie ohne Auswechseln der Kol ben nur durch Verwendung von Kolbenringen der erfindungsgemässen Art auf wirkungsvollste Weise revidiert werden können. 9.
Gegenüber dem Herstellungsverfahren durch mechanische Formgebung unterscheidet sich das Ver fahren gemäss vorliegender Erfindung dadurch, dass die Fabrikation der Kolbenringsegmente auf eine wirtschaftlich rationelle Grundlage gestellt ist, in dem die Herstellung in einem Arbeitsgang mit einer Vorrichtung ausgeführt werden kann. Die Leistungs fähigkeit in der Fabrikation ist somit vollauf gewähr leistet, da auch der Materialverlust auf ein Minimum gesenkt oder gar ganz vermieden werden kann.
Durch die bessere Gefügeausbildung sowie die homogenere Struktur des -Sintermaterials gegenüber Schleuderguss wird mit diesem Verfahren eine merkliche Verbes serung in der Materialqualität erreicht.
Piston ring and method for its production The invention relates to piston rings and relates to a ring of the type which has a segment ring consisting of at least two overlapping butt-jointing segments and a corrugated flat band spring extending over the entire inner circumference of the segment ring owns which at points that were in the same distance from each other, acts on the segment ring.
In the known designs of this type, the butt joints consist of complicated, mostly multiple interlocking subdivided segment ends, which has the disadvantage that the ends of the segments forming a joint cannot be moved apart without the material cross-section at the joints being inadmissible Way is weakened. In the previously known piston rings with segment rings of the type mentioned at the outset, there is also the disadvantage that a spring is provided for each segment. In all of these versions, each spring is supported at its ends in the ends of the associated segment.
The sole purpose of these springs is to convey a uniform radial contact pressure of the piston ring against the cylinder liner.
The present invention aims on the one hand to remedy the disadvantages of known Stossver circuits and on the other hand to expand the task circle of the spring; it also relates to a method for producing the piston ring.
Accordingly, the piston ring according to the inven tion is characterized in that the butt joints each consist of an overlap which forms a butt joint that is Z-shaped in the circumferential view and extends over the entire radial width of the segment ring and against the joint for radial sealing of the joint a part of the wave-shaped spring or a part pressed by it is pressed against one another. The process for manufacturing the piston ring is that the segments are manufactured by S:
interwerkstoff is placed in a dosed quantity in a compression mold with dimensions adapted to the dimensions of the piston ring segment and subjected to pressure on the outer, inner or shoulder surfaces.
The main thing that is achieved by the invention is that the Z-butt seals are sealed in the axial and radial directions and the segments are ideally pressed against the cylinder wall when the radial contact pressure is properly dosed and uniform in all areas.
In the drawing, exemplary embodiments of the piston ring according to the invention are shown. 1 shows, as a first embodiment, a three-segment piston ring with the spring, in plan, FIG. 2 shows the ring according to FIG. 1 in side elevation, FIG. 3 shows part of the ring in a diagram, FIG. 4 shows the piston ring of a second Execution, in plan view, Fig. 5 in side view,
6 shows a diagrammatic representation of part of the piston ring, FIG. 7 shows a partial view of a third exemplary embodiment, FIG. 8 shows another partial view of the third exemplary embodiment, FIGS. 9 and 10 show the joint of a piston ring according to a fourth embodiment in a diagram representation.
According to the first embodiment of FIGS. 1 to 3, the segment ring of the piston ring consists of three segments 1, 2 and 3 of 120 angular length each, which are provided with mutually overlapping ends 4, 5 extending over their entire radial width (Fig. 2 and 3) and which complement each other to the segment cross-section.
Between the butt seals formed in this way, which have a butt joint that is Z-shaped in the circumferential view and that extends over the entire radial width of the segment ring, there is a recess on the inner surface of each segment <I> 1a, 2a, </ I > 3a arranged, each of which z. B. has a length of about 10-20 mm depending on the diameter of the piston ring. The well-shaped ribbon spring 7 that matches the present embodiment of the piston ring extends over almost the entire inner circumference of the segment ring and has the same or a slightly lower cross-sectional height than the ring segments 1, 2 and 3.
The spring 7 has six bulges 7a offset from one another by 60 degrees, one of which alternately fits into the recesses <I> la, 2a, </I> 3a. As a result, the segments 1, 2 and 3 are pressed in an appropriate manner in their middle against the cylinder wall and at the same time the spring 7 is secured against displacement in the circumferential direction ge. It can of course also more, z. B. twelve contact points of the spring 7 can be provided on the inner surface of the ring, the spring then having a corresponding number of bulges.
The other bulges 7a press against the segments at the joints, so that the ends of the segments are also pressed radially against the cylinder wall at these points. At the same time, the bulges 7a pressed against the joints form a radial seal against the former. The contact length of the spring bulges 7a at the joint corresponds to the strength that the connec tion between the segment ring and the spring must provide in a functional way.
This length is preferably chosen so that for all the different piston ring diameters assigned to a spring, the total length of the spring curvature is the same at the Stossstel len. So that there is always sufficient overlap at the joint, even if the diameter tolerance of the piston ring is one millimeter, the length of the bulge 7a at the joint can be selected accordingly.
The joint play as well as the ring and possible cylinder wear and also - the necessary safety limit for the existence of the overlap in the selected length of the bulge 7a at the joint is also included. The six contact points evenly distributed over the circumference of the piston ring ensure that the segments are pressed evenly against the cylinder liner in conjunction with the mobility of each individual segment.
This practically results in an ideally round strap shape. The contact pressures of the piston rings are easily adapted to the respective conditions by changing the material thickness of the springs 7.
This fact is of particular importance in engines with high compression pressures. The compression springs 7 are precisely matched to the rings; consequently, the corresponding dimension of the spring in terms of diameter and width is used for each piston ring dimension.
The method for producing the ring segments is based on the knowledge that piston ring segments made of sintered metal do not require the complicated so-called mechanical-mechanical shaping and the significant loss of material. The method accordingly consists in placing the sintered material in a metered amount in a corresponding press mold, which is adapted to the segment dimension, and subjecting it to pressure on its outer, inner or shoulder surfaces.
The nominal outer diameter of the mold is expediently equal to the outer diameter of the piston ring segment to be installed, i.e. equal to the diameter of the cylinder in which the piston works; the inside diameter of the mold is advantageously equal to the diameter of the piston groove, increased by the value that corresponds to the necessary space for the pressure spring. The mold is therefore always the negative of a piston ring segment, wel Ches z. B. corresponds to a round segment of a circle.
In the event that a segment is built into a deliberately non-circular cylinder, the circumferential curve of the segment can also be deliberately non-circular and thus the press mold can also have a deliberately non-circular circumferential curve. The height of the compression mold expediently corresponds to the height of the segment; However, the mold can also be chosen higher so that several molds of different heights in the same diameter range are unnecessary. The height of the segment can be brought to the nominal height by simple grinding.
The butt joint ends on the segments can also be included in the mold, so that after the pressing process no further processing of the butt joint is necessary.
According to the second embodiment according to FIGS. 4-6, the segment ring of the piston ring consists of three segments 1, 2 and 3 of 120 angular length each, which overlap each other over their entire radial width, by a step 4a or 5a formed ends 4, 5 are provided (Fig. 5 and 6), which result in a Z-butt joint of the type specified above and complement each other to the segment cross-section.
A sealing ring 6 is inserted as a band insert on the inner surface of the segments 1, 2, 3 and extends approximately over the entire circumference of the segment piston ring. The sealing ring 6 either has the same height as the Seg elements or can be, for example, 0.1-0.2 mm nied riger. The resulting air gap leads to practically no noticeable loss of gas and pressure, since combustion residues, oil carbon, etc. accumulate in it after a short period of operation and have a sealing effect.
The wave-shaped ribbon spring 7 is placed in the segment ring 1, 2, 3 provided with the sealing ring 6 in such a way that it presses the sealing ring 6 against the inner surface of the segments. The flat ribbon spring 7 has a large number of corrugations and accordingly presses with a corresponding number of elevations over the sealing ring 6 onto the segment ring 1, 2, 3.
The ribbon spring 7 has the same or a slightly lower height than the ring segments 1, 2 and 3; it expediently has the same height as the sealing ring 6, which expediently consists of sheet metal strip. The spring band 7 and the sealing ring 6 can be used as separate organs in the segment ring 1, 2, 3; but they can also be connected to a unit in the segment ring. In the latter case, the ribbon spring is fixed at one of its ends to one end of the sealing ring z. B. connected by welding, such.
B. indicated at 8 (Fig. 4).
The sealing ring 6, which is inserted between the piston ring segments 1, 2, 3 and the ribbon spring 7, serves to radially seal the butt joints of the segments 1, 2, 3. The spring 7, which is provided with numerous corrugations, acts via the sealing ring 6 the ring segments 1, 2, 3.
The insertion of the spring 7 takes place independently of any specific positions with respect to the circumference of the piston ring. The spring 7 and the sealing ring 6 can therefore be inserted into the segments as desired, but it must be ensured that the ends of the sealing strip 6 that do not touch each other do not come to rest on a joint of the segment ring. The numerous waves or elevations of the flat ribbon spring 7 over a pressure evenly distributed over the circumference of the Kol benringes, which is particularly important in the case of expired (oval and / or conical) cylinders.
Compared to the known versions of Kol benringen with inlaid wavy ribbon springs, advantages in terms of better efficiency and greater economy are achieved.
According to the representation according to FIGS. 7 and 8, instead of a single ring, the band insert consists of ring pieces 6a, 6b and 6c which are pressed against the segments 1, 2, 3 from the inside by the spring 7 at the three abutment points. These ring pieces 6a, 6b and 6c are so long that they radially cover or seal at least the overlaps 4, 5 of the segments 1, 2 and 3.
The band or ring pieces 6a, 6b and 6c are each connected to the spring 7, for. B. welded, riveted or otherwise attached. According to the representation according to FIG. 7, the ring piece 6c is connected to one end of the spring 7, while the other ring pieces 6a and 6b (FIG. 8) are connected to at least one elevation of the spring 7.
In the example according to FIGS. 9 and 10, 1 and 2 again designate two segments, and 4, 5 the mutually overlapping ends. With 6a a sealing ring piece is again referred to, for the acquisition of which, in contrast to the example discussed above, a recess 1b and 2b is provided in the piston ring segments 1, 2.
The inventive design of piston rings with compression spring as well as by the Ver drive essentially the following advantages are achieved: 1. The butt lock is very simple, whereby the known, in fabrication and functional respect complicated butt locks are avoided ver.
2. The butt seal can completely prevent the gases and oil from passing through in both the axial and radial directions.
3. With the proposed butt joint, the piston ring is weakened to a minimum at its most critical point.
4. By dividing the segment ring in cooperation with the spring which acts evenly over the entire ring circumference, the oval wear of the cylinder liner is reduced to a minimum.
5. With the ring divided into individual pieces, the ring zone of the piston is also used for guidance in the cylinder, since the corrugated ribbon spring located in the groove is supported on the one hand on the groove base and on the other hand on the segment inner surface or an intermediate part.
6. In addition, for the reason mentioned above, there are ratios between the piston, ring and cylinder that affect these parts in better thermal operating conditions.
7. The proposed design offers the possibility of normalizing the piston rings in diameter by the piston rings of 50-130 mm per z. B. can be used in a diameter range of one millimeter.
This shows that you need fewer dimensions for each diameter area in terms of different diameters and heights. The same savings can also be achieved per inch diameter. This results in a reduction in the dimensions of such piston rings, z. B. to a quarter compared to conventional rings. This is of great economic importance, because compared to over 2500 dimensions of the previous rings are z. B. only 600 dimensions needed for the present Kol benring, which enables a large reduction and simplification of storage, which in turn affects the repair trade.
B. In practice, the proposed piston ring construction takes on its full meaning by using piston rings of the type according to the invention in the most effective way for engines with cylinder raceways that have become oval or conical without expensive cylinder grinding or cylinder replacement and without replacing the pistons can be revised. 9.
Compared to the manufacturing process by mechanical shaping, the process according to the present invention differs in that the manufacture of the piston ring segments is based on an economically rational basis in which the manufacture can be carried out in one operation with one device. The efficiency in production is thus fully guaranteed, since the loss of material can also be reduced to a minimum or even avoided entirely.
Due to the better structure and the more homogeneous structure of the sintered material compared to centrifugal casting, a noticeable improvement in the material quality is achieved with this process.