ES2260121T3 - Aro de embolo de compresion. - Google Patents
Aro de embolo de compresion.Info
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Abstract
Aro de émbolo de compresión (1) dotado de una región de tope (5), que presenta sobre el perímetro anular debilitaciones de sección transversal (6, 7), estando dividido el perímetro anular del aro de émbolo de compresión (1) en cuatro cuadrantes (I, II, III, IV), caracterizado porque, en el caso de posicionamiento de una de las aristas de tope en el primer cuadrante imaginario y la otra arista de tope en el cuarto cuadrante imaginario (I, IV), el respectivo debilitamiento de sección transversal (6, 7) está previsto exclusivamente en los cuadrantes primero y cuarto (I, IV) a ambos lados del tope (5), y precisamente en la región periférica próxima al tope por toda la altura de aro, existiendo en la región de tope de nuevo el mismo grosor de pared radial que en la región del dorso de aro (4).
Description
Aro de émbolo de compresión.
La invención se refiere a un aro de émbolo de
compresión dotado de una región de tope, que presenta sobre el
perímetro anular debilitaciones de sección transversal, estando
dividido el perímetro anular del aro de émbolo de compresión en
cuatro cuadrantes imaginarios.
Del documento JP 09196171-A
puede deducirse un aro de émbolo que, partiendo de dorsos de anillo,
presenta en la dirección del tope un grosor de pared que se reduce
continuamente.
Del documento US 1,278,015 puede deducirse un
aro de émbolo similar, aunque formado por dos materiales diferentes,
estando formadas la región interior de anillo de hierro o acero y
la región exterior de anillo de una capa de estaño. También aquí,
partiendo del dorso de anillo, al menos la parte interior del aro de
émbolo está configurada con un grosor de pared que se reduce hacia
el alma.
Del documento US 2,591,920 puede deducirse un
aro de émbolo que, en la región de una de sus superficies frontales
o en la región de la superficie periférica interior, está dotado de
ranuras periféricas o de biseles de tipo cámara, aumentando la
dimensión de las ranuras o los biseles hacia el tope partiendo del
dorso de anillo.
Del documento JP 2000120 866 A puede deducirse
un aro de émbolo, que presenta un estrechamiento directamente sobre
el tope. De este tope los extremos de tope están configurados con
poca masa con relación a la restante región de anillo, con lo que
se modifica la presión radial en la región de tope.
El documento EP 0 253 069 A1 hace patente un aro
de émbolo, en el que mediante escotaduras en la región de tope
quiere conseguirse que los extremos de tope, durante el
funcionamiento, se sujeten con seguridad en el flanco inferior de
la ranura de émbolo. Esta medida tiene como finalidad impedir
movimientos vibratorios en el tope.
En funcionamiento práctico se usan en el motor
de combustión interna con frecuencia aros de émbolo de compresión
con grosor de pared constante. Para poder seguir las contracciones
de cilindro que se producen, es necesario reducir el grosor de
pared de los aros de compresión sobre todo el diámetro, con lo que
se reduce la fuerza tangencial manteniéndose la expansión, o
aumenta la expansión manteniéndose la fuerza tangencial. En ambos
casos se producen los siguientes problemas:
- insuficiente obturación de la
cámara de combustión,
- dificultades de montaje del aro de émbolo
de compresión,
- mayor consumo de aceite,
- mayor blowby,
- roturas de aros, vibraciones
de aros.
Los documentos citados sobre el estado de la
técnica muestran aros de émbolo de compresión que, como consecuencia
del debilitamiento fundamentalmente completo de la sección
transversal del aro, según se mira sobre todo el perímetro del aro,
también presentan los inconvenientes antes descritos.
La clase de adaptación de un aro de émbolo a la
forma de un cilindro se basa en su capacidad de llenado de forma
promedio. En el caso de aros de émbolo con grosor de pared
constante, una declaración sobre la capacidad de llenado de forma
sólo es posible a través de un llamado valor medio teórico,
dependiendo sin embargo el comportamiento operativo de un aro de
émbolo de las peores posibilidades de adaptación locales.
La invención se ha impuesto la tarea de
perfeccionar un aro de émbolo de compresión descrito en la parte
genérica de la primera reivindicación, con la finalidad de que
pueda conseguirse una capacidad de llenado de forma bastante
superior hacia el tope, sin que se reduzca decisivamente la fuerza
tangencial.
Esta tarea es resuelta por medio de que, en el
caso de posicionamiento de una de las aristas de tope en el primer
cuadrante imaginario y la otra arista de tope en el cuarto cuadrante
imaginario, el debilitamiento de sección transversal está previsto
en toda la altura del aro exclusivamente en los cuadrantes primero y
cuarto a ambos lados del tope, y precisamente en la región
periférica próxima al tope, existiendo en la región de tope de
nuevo el mismo grosor de pared radial que en la región del dorso de
aro.
De las reivindicaciones subordinadas pueden
deducirse perfeccionamientos ventajosos del objeto de la
invención.
El debilitamiento de sección transversal (local)
del grosor de pared, limitado concretamente a los cuadrantes
primero y cuarto del perímetro de aro, hace posible a continuación
que el aro pueda seguir mejor las contracciones de cilindro mayores
y, en consecuencia, se garantice una mejor obturación de la cámara
de combustión. Al mismo tiempo aumenta la capacidad de llenado de
forma, con lo que se ajusta también una en conjunto mayor capacidad
de llenado de forma sobre todo el perímetro del aro, sin que se
reduzca decisivamente la fuerza tangencial con relación a un aro no
debilitado.
Mediante la forma de la reducción de sección
transversal en los cuadrantes primero y cuarto, a diseñar en
dependencia del caso aplicativo, puede materializarse una
aproximación específica a un valor medio prefijable con respecto a
la capacidad de llenado de forma de un aro de émbolo. La clase y
configuración de la reducción de sección transversal puede variar
en caso necesario, a causa de la sección transversal de aro y de los
momentos de inercia superficial a ello ligados en los cuadrantes
primero y cuarto.
El objeto de la invención se ha representado en
el dibujo con base en un ejemplo de ejecución y se describe como
sigue. Aquí muestran:
la figura 1 un aro de émbolo de compresión con
perímetro de aro dividido en cuadrantes y debilitamiento de sección
transversal local en la región de tope,
las figuras 2 y 3 representaciones parciales de
los cuadrantes primero y cuarto conforme a la figura 1,
las figuras 4 y 5 esquemas de principio de la
capacidad de llenado de forma de un aro de émbolo con grosor de
pared constante, en comparación con un aro de émbolo con reducción
de sección transversal local.
La figura 1 muestra un aro de émbolo de
compresión 1, que está dividido en cuatro cuadrantes I, II, III, IV
con relación al perímetro de aro. El aro de émbolo de compresión 1
presenta una superficie periférica exterior 2 y una superficie
periférica interior 3. Las superficies periféricas 2, 3 definen un
grosor de pared de aro prefijable a. Este grosor de pared a se
mantiene, según se mira en dirección periférica, fundamentalmente
hasta el principio del cuadrante I o IV, mientras que en los
cuadrantes I y IV del aro de émbolo de compresión 1 se provoca un
debilitamiento de sección transversal local del grosor de pared a en
dirección a un grosor de pared a’. El grosor de pared radial a es
igual entre el dorso de aro 4 y la región inicial de los cuadrantes
I y IV, y primer se reduce en dirección al tope 5, estando
disponible en la región de tope de nuevo el mismo grosor de pared
radial a que en la región del dorso de aro 4. El debilitamiento de
sección transversal previsto localmente sólo en los cuadrantes
primero y cuarto está designado con los símbolos de referencia 6 y
7.
Las figuras 2 y 3 muestran cortes de los
cuadrantes I y IV con los debilitamientos de sección transversal
locales 6 y 7, que en los ejemplos mostrados conforme a las figuras
2 y 3 están configurados ligeramente diferentes. La figura 2 hace
patente un mayor debilitamiento de sección transversal 6, con
relación a la longitud periférica, mientras que el debilitamiento
de sección transversal 7 es menor en el cuarto cuadrante con
respecto a su longitud periférica. En ambos casos la región 8, 9
próxima al tope está configurada más corta con relación a su
longitud periférica que la región 10, 11 orientada en la dirección
de los cuadrantes II o III correspondientes, estando dotadas las
dos regiones 8, 10 ó 9, 11 con el mismo grosor de pared radial a.
Las regiones de transición 12, 13, 14, 15 entre la sección
transversal maciza y el grosor de pared a en la región debilitada 6,
7 se produce a través de radios.
También puede pensarse en contornos de otro tipo
del debilitamiento de sección transversal local. También puede
pensarse en varios debilitamientos de sección transversal previstos
unos tras otros que, dado el caso, se transforman unos en
otros.
Las figuras 4, 5 muestran una comparación entre
la capacidad de llenado de forma de un aro de émbolo de compresión
con grosor de pared constante a y un aro de émbolo de compresión con
reducción de sección transversal local (grosor de pared a’).
Como se ha plasmado ya en la introducción
descriptiva, la clase de adaptación de un aro de émbolo de
compresión a la forma de una pared de cilindro se basa en su
capacidad de llenado de forma promedio. En el caso de aros de
compresión con grosor de pared constante a, una declaración sobre la
capacidad de llenado de forma sólo es posible a través de un valor
medio (M) (línea a trazos). Sin embargo, el comportamiento operativo
de un aro de émbolo de compresión depende de las peores
posibilidades de adaptación locales. Como puede deducirse de la
figura 4, la capacidad de adaptación de seguimiento de la
contracción de cilindro se reduce entre el dorso de aro 4 y el tope
5 (figura 4). El valor medio buscado no puede conseguirse sobre todo
el perímetro del aro de émbolo de compresión 1. El aumento del
valor medio buscado mediante la reducción de la sección transversal
de
aro
aro
I = (b \cdot
h^{3}) /
12
sólo aporta una mejora del estado
de forma forzada. Los inconvenientes en el caso de mayor expansión o
de una expansión uniforme y menor fuerza tangencial propia, para
conseguir un mayor valor medio, suscitan problemas adicionales a la
hora de obturar la cámara de
combustión.
Mediante el diseño de un aro de émbolo de
compresión con reducciones de sección transversal locales conforme
a la invención, solamente en los cuadrantes primero y cuarto, puede
conseguirse una capacidad de llenado de forma bastante superior,
entre el dorso de aro y el tope. De este modo puede conseguirse,
según la definición de la reducción de sección transversal en los
cuadrantes primero y cuarto, una aproximación específica al valor
medio buscado, sin reducir decisivamente la fuerza tangencial con
relación al aro de debilitado. La clase y configuración de la
reducción de sección transversal en los cuadrantes primero y cuarto
puede variarse, a causa de las diferentes secciones transversales
de aro y los momentos de inercia superficiales a ello ligados. La
región 16 a puntos en la figura 5 representa la región a buscar.
Claims (7)
1. Aro de émbolo de compresión (1) dotado de una
región de tope (5), que presenta sobre el perímetro anular
debilitaciones de sección transversal (6, 7), estando dividido el
perímetro anular del aro de émbolo de compresión (1) en cuatro
cuadrantes (I, II, III, IV), caracterizado porque, en el caso
de posicionamiento de una de las aristas de tope en el primer
cuadrante imaginario y la otra arista de tope en el cuarto cuadrante
imaginario (I, IV), el respectivo debilitamiento de sección
transversal (6, 7) está previsto exclusivamente en los cuadrantes
primero y cuarto (I, IV) a ambos lados del tope (5), y precisamente
en la región periférica próxima al tope por toda la altura de aro,
existiendo en la región de tope de nuevo el mismo grosor de pared
radial que en la región del dorso de aro (4).
2. Aro de émbolo de compresión según la
reivindicación 1, caracterizado porque el debilitamiento de
sección transversal (6, 7) con reducción uniforme del grosor de
pared de aro (a) discurre entre las regiones no debilitadas (8, 10
ó 9, 11) y la región del menor grosor de pared (a’).
3. Aro de émbolo de compresión según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el debilitamiento
de sección transversal (6, 7) con reducción no uniforme del grosor
de pared de aro (a) discurre entre las regiones no debilitadas (8,
10 ó 9, 11) y la región o las regiones del menor grosor de pared
(a’).
4. Aro de émbolo de compresión según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la debilitación
de sección transversal (6, 7), partiendo de la respectiva región no
debilitada (8, 10 ó 9, 11), contiene un contorno configurado
fundamentalmente a modo de un radio de longitud prefijable.
5. Aro de émbolo de compresión según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la región del
mínimo grosor de pared (a’) está dispuesta aproximadamente a media
longitud periférica de los cuadrantes primero y cuarto (I, IV).
6. Aro de émbolo de compresión según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las regiones de
transición (12, 13, 14, 15) entre la región periférica no debilitada
(8, 10 ó 9, 11) y la debilitada (6, 7) están previstas de forma
redondeada.
7. Aro de émbolo de compresión según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en la región de
los cuadrantes primero y cuarto (I, IV) las regiones no debilitadas
(8, 9) próximas al tope presentan una menor longitud periférica que
las regiones no debilitadas (10, 11) que se extienden en la
dirección de los cuadrantes segundo o tercero (II, III).
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