專利名稱：內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)，其包含一個支撐在汽缸壁上的封閉的工作面以及兩個相互平行的環(huán)側(cè)面，在這兩個側(cè)面之間在環(huán)背的中部設(shè)有一個用于接收一根螺旋彈簧、在整個圓周上伸展的徑向凹窩，其中環(huán)側(cè)面在周邊上具有面向環(huán)背、波狀的端面。
背景技術(shù)：
從專利DE 198 08 483 A1已知一種內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)，在該刮油環(huán)中，為了改善其彈性設(shè)有在整個圓周上分布的裂縫，這些裂縫在軸向上延伸穿過環(huán)的整個橫截面并且構(gòu)成排油孔。由金屬薄板形成的刮油環(huán)的缺點在于由于在環(huán)引入裂縫而形成花彩(Girlandenbildung)的危險。
刮油環(huán)的另一個實施方式可從專利DE 100 41 803 C2中得知，在該刮油環(huán)中，為了提高環(huán)的彈性，改變環(huán)的充型能力。由于充型能力的決定性的影響變量除了切向力還有徑向的平面慣性矩，眾所周知，該變量是依賴于徑向壁厚的三次方，因此在上面提到的德國專利中設(shè)有在整個圓周上分布、使徑向壁厚減小的蘑菇狀的凹窩，這些凹窩僅從環(huán)的內(nèi)側(cè)朝著外圓周面的方向徑向延伸。這個實施方式的缺點在于這些凹窩的形狀復雜且它們的制造耗費高。
在國際公布WO 02/097310 A1中描述了一個這類的刮油環(huán)，其具有一個支撐在汽缸壁上的封閉的環(huán)工作面以及一個相互平行伸展的上下環(huán)側(cè)面。在環(huán)側(cè)面之間在環(huán)背的中部設(shè)有一個用于接收一個螺旋彈簧、在整個圓周上伸展的徑向凹窩，其中環(huán)側(cè)面在周邊上具有面向環(huán)背、波狀的端面。在這個實施中，通過上下環(huán)側(cè)面的波狀的端面的設(shè)計實現(xiàn)充型能力的降低，這些端面是相互重合而實施的。這就是說，在上端面中設(shè)有一個波峰的地方，在下端面也設(shè)有一個波峰，其中這個布置也適用于波谷。
但是，在實踐中已證明，該刮油環(huán)在其整個圓周上是不均勻地承載，也就是說，在波谷的地方，環(huán)承載，而在波峰的地方，刮油環(huán)的工作面與汽缸壁沒有或者僅是微弱的接觸。這最終導致在發(fā)動機工作時的高油耗。刮油環(huán)的切向力的提高會使得承載均勻，但是結(jié)果會是所不希望的摩擦力的提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，以這樣一個切向力提供一個相對于現(xiàn)有技術(shù)得到改善的內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)的充型能力，以致環(huán)保證在發(fā)動機工作時摩擦小而油耗也小。
按照本發(fā)明，該任務(wù)是通過權(quán)利要求1的技術(shù)特征解決的。特別地，令人吃驚地已證明，通過上下環(huán)側(cè)面的彼此具有周相差的波狀的端面的有目的的幾何布置，將實現(xiàn)刮油環(huán)在工作面的整個圓周上均勻地對汽缸壁承載。另外，油耗也會減少，因為從汽缸壁刮掉的油，不像在端面的波形重合時的情況下，直接通過用作流經(jīng)通道的波谷可以更容易流向燃燒室，而是在一定程度上通過由于上下環(huán)側(cè)面的相位交錯而導致的迷宮阻止其這樣流動。
本發(fā)明符合目的的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
下面借助
本發(fā)明的一個實施例。
圖1顯示按照本發(fā)明的刮油環(huán)的一個頂視圖；圖2顯示刮油環(huán)沿圖1的直線I-I的截面圖；圖3顯示刮油環(huán)沿圖1的直線I-I在內(nèi)燃機的活塞-汽缸區(qū)域內(nèi)的截面圖。
附圖標記說明10刮油環(huán)11a上環(huán)側(cè)面11b環(huán)邊側(cè)面11c下環(huán)側(cè)面12環(huán)背12a徑向凹窩
12b上環(huán)側(cè)面的端面12c下環(huán)側(cè)面的端面14環(huán)槽13工作面15上油通道16下油通道C汽缸M彈簧P活塞具體實施方式
一個按圖2用10標識的整體式刮油環(huán)具有一個工作面13，分別在環(huán)軸向上與該工作面相連有合適的環(huán)邊側(cè)面11b，這些側(cè)面逐漸變?yōu)橄嗷テ叫械沫h(huán)側(cè)面，一個上環(huán)側(cè)面11a和一個下環(huán)側(cè)面11c。在環(huán)背12設(shè)有一個用于接收一個螺旋彈簧M、在刮油環(huán)的整個圓周上伸展的徑向凹窩12a，如從圖3可看清。按照圖3，刮油環(huán)10是這樣布置在一個活塞P的一個環(huán)槽14內(nèi)，使得其封閉的工作面13支撐在一個汽缸的汽缸壁上。
按照圖1，上下環(huán)側(cè)面11a和11c具有面向環(huán)背12的端面12b和12c，這些端面是波狀的并且在刮油環(huán)的整個圓周上伸展。按照本發(fā)明，上下環(huán)側(cè)面的這些波狀的端面12b和12c是這樣彼此具有周相差而布置，使得按圖1從軸向看，上環(huán)側(cè)面11a的一個波峰的頂點與下環(huán)側(cè)面11c的一個波谷的頂點恰好重合——也就是進行優(yōu)選為180°的周相移動。優(yōu)選地，前緣12b和12c的波形的形成符合一個正弦函數(shù)，然而方向交替改變180°、依次排列的半圓或者端點倒圓的V形的形狀也是可以的，以便用15和16標識的上下油通道相應(yīng)地形成。如已說明，從汽缸壁刮掉的油由于油的迷宮式導向，能夠不朝著燃燒室的方向回流。
此外，也已證明，借助一個范圍介于170°和190°之間的周相差，也可以保證刮油環(huán)10的工作面13很好地支撐在汽缸壁上，其中，優(yōu)選地，上下環(huán)側(cè)面的波數(shù)應(yīng)相等，但是這不限制本發(fā)明。針對刮油環(huán)10的圓周，一個范圍介于20和50之間的波數(shù)在支撐性能方面顯示出好的結(jié)果。
按照本發(fā)明，上下環(huán)側(cè)面11a，11c的端面12b和12c的波幅至少等于螺旋彈簧M的半徑。通過這樣可以實現(xiàn)得到刮油環(huán)一個確定的切向力，該切向力不會大于一個所不希望的摩擦力。在這個實施中，螺旋彈簧不間斷地支撐于在整個圓周上伸展的徑向凹窩的底部上——即頂點。
刮油環(huán)的制造可以通過粉末冶金工藝過程進行，如壓制和燒結(jié)，以簡單的方式而沒有再加工的情況下，端面12b和12c的成型通過這些過程是可實現(xiàn)的。但是，由鋼板制造刮油環(huán)同樣也是可能的。此外，按照本發(fā)明的實施方式不局限于這樣的刮油環(huán)，如在開頭提到的國際公布WO02/097310 A1中的圖4至6所示的。
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)(10)，包含一個支撐在汽缸壁上的封閉的工作面(13)以及一個相互平行伸展的上下環(huán)側(cè)面(11a，11c)，在這些環(huán)側(cè)面之間在環(huán)背(12)的中部設(shè)有一個用于接收一個螺旋彈簧(M)、在整個圓周上伸展的徑向凹窩(12a)，其中這些環(huán)側(cè)面(11a，11c)在周邊上具有面向環(huán)背、波狀的端面(12b，12c)，其特征在于，所述的上下環(huán)側(cè)面的波狀的端面(12b，12c)是彼此具有周相差而布置的。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)，其特征在于，所述的周相差為170°至190°，優(yōu)選為180°。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)，其特征在于，所述的端面(12b，12c)的波形符合一個正弦函數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)，其特征在于，所述的上下環(huán)側(cè)面(11a，11c)的端面(12b，12c)在周邊上具有的波數(shù)為20至50。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)，其特征在于，所述的上下環(huán)側(cè)面的端面(12b，12c)的波數(shù)相等。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)，其特征在于，所述的上下環(huán)側(cè)面的端面(12b，12c)的波幅至少等于螺旋彈簧(M)的半徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機活塞刮油環(huán)(10)，在該刮油環(huán)中，以一個這樣的切向力提供一個相對于現(xiàn)有技術(shù)得到改善的充型能力，以致環(huán)保證在發(fā)動機工作時摩擦小而油耗也小。在按照本發(fā)明的刮油環(huán)中，其包含一個支撐在汽缸壁上的封閉的工作面(13)以及相互平行的環(huán)側(cè)面(11a，11c)，在這些環(huán)側(cè)面之間在環(huán)背(12)的中部設(shè)有一個用于接收一根螺旋彈簧(M)、在整個圓周上伸展的徑向凹窩(12a)，其中環(huán)側(cè)面在周邊上具有面向環(huán)背、波狀的端面(12b，12c)，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的上下環(huán)側(cè)面(11a，11c)的波狀的端面(12b，12c)是彼此具有周相差而布置的。
文檔編號F16J9/06GK1875210SQ200480032408
公開日2006年12月6日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者霍爾格·弗朗茨, 馬丁·施特勞斯 申請人:瑪勒有限公司