DE3325015C1

DE3325015C1 - Dichtungsring

Info

Publication number: DE3325015C1
Application number: DE19833325015
Authority: DE
Inventors: Bert Dr. 5068 Blecher-Odenthal Brauers; Gerhard Dipl.-Ing. Dück; Martin Dr.-Ing. 5093 Burscheid Morsbach
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1983-07-11
Filing date: 1983-07-11
Publication date: 1984-08-23

Description

Der Kolbenring t gemäß den F i g. 1 bis 6 besteht aus einem elastomeren Trägerkörper 2, einem im Bereich seiner Dichtfläche 3 anvulkanisierten schmalen Stahlband 4 sowie einer im der Dichtfläche 3 abgewandten Bereich angeordneten Schlauchfeder 5. Die Schlauchfeder 5 ist in einer umlaufenden Nut 6 im Trägerkörper 2 angeordnet und wirkt ausschließlich in radialer Richtung mittel- oder unmittelbar auf das Stahlband ein.
Bedingt durch die ein etwas U-förmiges Profil aufweisende Nut 6, werden etwa radial sich erstreckende Schenkel 7, 8 gebildet. Diese sind in axialer Richtung selbstspannend ausgebildet, das heißt sie unterliegen nicht dem Einfluß der Federkraft. Im Einbauzustand (Fig. 2, 4, 6) liegen die Endbereiche der Schenkel 7, 8 unter Bildung von Dichtlippen 9, 10 an korrespondierenden Nutflanken 11, 12 einer Aufnahmenut 13 eines nur angedeuteten Kolbens 14 unter axialer Vorspannung an. Diese ist in Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall zum Beispiel durch Mischungsvariation des elastomeren Trägerkörpers 2 einstellbar. Der Kolbenring 1 gemäß den Fig 1 und 2 weist im Bereich seiner Schenkelenden axial entgegengesetzt sich erstreckende umlaufende Absätz 15, 16 auf, die im Einbauzustand die Dichtlippen 9, 10 bilden, wobei die Schenkel 7,8 axial aufeinander zu elastisch verformt werden. Entsprechend F i g. 3 und 4 sind die Schenkel 7,8 mit einem vom Stahlband 4 ausgehenden, etwa konisch oder leicht gerundeten Profil 17, 18 versehen. Durch axiales Zusammendrücken wird auch hier im Einbauzustand eine axiale Vorspannung der Dichtlippen 9, 10 erzeugt.
Die F i g. 5 und 6 sind analog zu den F i g. 3 und 4 zu sehen mit dem Unterschied, daß die Dichtlippen 9, 10 radial in Richtung auf das Stahlblech 4 verlagert sind und daß, ausgehend von den Dichtlippen (9, 10), sich im wesentlichen in radialer Richtung Fasen 19, 20 als Montagehilfe erstrecken.
Die F i g. 7 und 8 zeigen einen alternativen Ölabstreifring 21 im ursprünglichen Zustand sowie im Einbauzustand. An das Stahlblech 4 sind etwa radial sich erstrekkende, axial selbstspannende, elastomere Schenkel 22, 23 angeformt. Zwischen diesen Schenkeln 22, 23 erstreckt sich eine ausschließlich in radiale Richtung wirkende Mäanderfeder 24, die unmittelbar im Bereich der inneren Umfangsfläche 25 des Stahlbleches 4 anliegt. Im Einbauzustand werden analog zu den Fig.3 und 4 Dichtlippen 26,27 gebildet, die an den korrespondierenden Nutflanken 11, 12 anliegen.
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Claims

Patentansprüche: 1. Dichtungsring, insbesondere Kolbenring für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einem elastomeren, im wesentlichen U-förmigen Trägerkörper, der im Bereich seiner Dichtfläche vorzugsweise eine metallische Auflage und im der Dichtfläche abgewandten Bereich mindestens eine in einer umlaufenden Nut angeordnete und in radialer Richtung wirkende Feder aufweist, wobei axial neben der Feder aus dem Trägerkopf herausgeformte Dichtlippen angeordnet sind, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Dichtlippen (9, 10; 26, 27) axial selbstspannend ausgebildet sind und daß die Feder (5, 24) außerhalb der Dichtlippen im Bereich der Nut (6) angeordnet ist.
2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der eine Dichtlippe (9 oder 10) bildenden Radialschenkel (7 oder 8 von der Nut (6) ausgehend, sich konisch erweitert
3. Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Anfasungen (19, 20) im B reich der freien Enden der Radialschenkel (7, 8)
4. Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei sich von der Metallauflage (4) etwa radial erstreckende Schenkel (22, 23), zwischen denen die Feder (24), in Umfangsrichtung gesehen, unter zumindest partieller Anlage (25) an der Metallauflage (4) angeordnet ist Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring, insbesondere Kolbenring für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einem elastomeren, im wesentlichen U-förmigen Trägerkörper, der im Bereich seiner Dichtfläche vorzugsweise eine metallische Auflage und im der Dichtfläche abgewandten Bereich mindestens eine in einer umlaufenden Nut angeordnete und in radialer Richtung wirkende Feder aufweist, wobei axial neben der Feder aus dem Trägerkörper herausgeformte Dichtlippen angeordnet sind.

Durch die US-PS 2468980 ist bereits ein Dichtungsring zur Abdichtung von Kolben bekannt. Der Dichtungsring besteht aus mehreren metallischen, an der Dichtfläche anliegenden Dichtelementen, einer radial dahinter angeordneten elastischen Schicht sowie einer das gesamte System radial verspannenden Feder. Die Zwischenschicht liegt mit radialem, jedoch ohne axiales Spiel in der Nut und wird infolge ihrer Elastizität durch die Feder nicht nur in radialer, sondern auch in axialer Richtung verformt Ferner ist der GB-PS 522024 ein Ölabstreifring für eine Verbrennungskraftmaschine der angesprochenen Art zu entnehmen Der konstruktive Aufbau entspricht etwa dem der US-PS 2468980 mit dem Unterschied, daß der elastomere Trägerkörper im Bereich der Feder eine umlaufende Nut aufweist. Diese dient jedoch ausschließlich zum Materialausgleich des inkompressiblen Elastomermateriales.

Die GB-PS 14 17 455 zeigt darüber hinaus einen U-förmigen Dichtungsring, der zwischen einer inneren und einer äußeren Dichtfläche angeordnet ist und im Bereich seiner beiden freien Enden sich in Richtung der korrespondierenden Dichtflächen erstreckende Erhebungen aufweist. Innerhalb des U-Profils ist eine eben- falls U-förmige Feder vorgesehen, die ganzflächig am Dichtungsring anliegt und ausschließlich in Richtung der Erhebungen wirkt.

Ausgehend von der GB-PS 14 17 455 ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, den Dichtungsring durch einfache konstruktive Maßnahmen so auszubilden, daß die Feder ausschließlich in radialer Richtung wirkt bei gleichzeitiger guter axialer Abdichtung, wobei die axiale Vorspannung unabhängig (entkoppelt) von der radialen sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Dichtlippen axial selbstspannend ausgebildet sind und daß die Feder außerhalb der Dichtlippen im Bereich der Nut angeordnet ist.

Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß sich die Dichtlippen ohne Fremdspannung im Einbauzustand axial (gegebenenfalls nur unter Linienberührung in Umfangsrichtung) an den korrespondierenden Nutflanken anlegen.

Da die durch Reibung erzeugten Verluste, zum Beispiel in einer Brennkraftmaschine, zu Lasten der gesamten Wirtschaftlichkeit gehen, stellt die erfindungsgemäße Ausbildung des Dichtungsringes eine gezielte Maßnahme dar, um diese Verluste durch niedrige Tangentialkraft des gesamten Systems zu reduzieren, ohne die axiale Abdichtung zu vernachlässigen.

Dies resultiert daraus, daß bei zusätzlicher axialer Abdichtung die Tangentialkraft so weit zurückgenommen werden kann, bis der Öldurchgang so groß ist wie zuvor die Summe der Durchflüsse an Lauffläche und Kolbenringflanken. Als Feder soll vorzugsweise eine Schlauchfeder zur Anwendung kommen.

Die axiale Selbstspannung des Dichtungsringes im Einbauzustand kann durch eine Vielzahl von Maßnahmen erzeugt werden. Eine bevorzugte Variante ist darin zu sehen, daß mindestens einer der die Dichtlippe bildenden Schenkel, von der Nut beziehungsweise tallauflage ausgehend, sich konisch erweitert Über den Konuswinkel ist die gezielte Einstellung der Axialkraft sowie eine gezielte Ausbildung des Dichtlippenbereiches möglich.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform gemäß dem Erfindungsgedanken ist darin zu sehen, daß zwei elastomere, umlaufende Schenkel sich, ausgehend von der Metallauflage, etwa radial in Richtung des Nutgrundes erstrecken und axial zwischen sich eine Feder aufnehmen, die, in Umfangsrichtung gesehen, zumindest partiell an der Metallauflage anliegt. Die elastomeren Schenkel sind, wie bereits angesprochen, axial selbstspannend ausgebildet und können gegebenenfalls über Stege im Bereich der Metallauflage miteinander verbunden sein. Je nach Federtyp und Anwendungsfall kann es sinnvoll sein, daß die Feder, in Umfangsrichtung gesehen, ganzflächig an der Metallauflage anliegt, um so ein Eingraben derselben in das Elastomermaterial zu vermeiden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1, 3, 5 und 7 unterschiedliche Ausbildungen von Kolbenringen (Kompressions- und Ölabstreifringen im ursprünglichen Zustand sowie F i g. 2,4,6 und 8 die Kolbenringe im Einbauzustand.