Um zu verhindern, dass zuviel Motoröl in den Brennraum gelangt, was neben einem hohen Ölverbrauch auch negative Auswirkungen auf das Emissionsverhalten des Motors zur Folge hat, ist eine ausreichende Tangentialkraft der Ölabstreifringe zur Erzeugung einer radialen Anpressung an die Zylinderwand und damit einer guten Ölabstreifwirkung notwendig. Das bewirkt jedoch eine hohe Flächenpressung an den Laufflächen der Lamellen und damit auch eine hohe Reibleistung im Motorbetrieb.

Diese Reibleistung verschlechtert den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors und erhöht demzufolge den Kraftstoffverbrauch. Die Auslegung der Tangentialkraft der Ölabstreifringe ist deshalb immer ein Kompromiss zwischen minimaler Reibleistung und maximaler Ölabstreifwirkung. Sämtliche Maßnahmen zur Verminderung der Reibleistung im motorischen Betrieb ohne Reduzierung der Tangentialkraft erleich- tern somit die Auslegung der Ölabstreifringe bzw. verbessern den Wirkungsgrad des Motors.

Dementsprechend wurde für gattungsgemäße Ölabstreifringe neben einer speziellen Gestaltung der Spreizfeder versucht, die Laufflächen der Lamellen derart zu formen, dass diese den vorgenannten Forderungen gerecht werden.

Asymmetrische Laufflächen von Ölabstreifringen bzw. Kolbenringen sind aus der DE 38 33 322 A1, DE 43 00 531 C1 oder DE 44 29 649 C2 bekannt. Ebenso ist aus der DE 33 05 385 C1 ein Kolbenring bekannt, der in einer Ringnut eines Kolbens angeordnet ist, dessen Ringnut-Seitenwände vorzugsweise parallel, aber schräg zur Kolbenachse verlaufen, um eine verbesserte Abdichtung zu gewährleisten. Schräg verlaufende parallel zueinander ausgerichtete Ringnut-Seitenwände sind auch aus dem japanischen Gebrauchsmuster 57-73340 bekannt. Diese vorgenannte Ausfüh- rungsformen sind jedoch auf Kompressionsringe bezogen, deren Anforderung hin- sichtlich der Flächenpressung sehr niedrig ist, hingegen Olabstreifringe hohe Flä- chenpressungen erfordern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen mehrteiligen Ölabstreifring für einen Kolben eines Verbrennungsmotors anzugeben, der gegenüber dem bekannten Stand der Technik eine verbesserte Ölabstreifwirkung bei reduzierter Reibung und einem redu- zierten Verschleiß der Lauffläche aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe durch einen Ölabstreifring, bei dem mindestens eine der Federnutflanken unter einem Winkel ß zur Kolbenachse nach radial außen bis zum zylinderseitigen Ende der Spreizfeder geneigt verläuft, wobei bevorzugt die kolben- bodenseitig abgewandte Federnutflanke vom Kolbenboden weg geneigt angeordnet ist. Die Lauffläche der Lamelle ist derart ausgebildet, dass sie einer verschleißnahen Endkontur im eingelaufenen Motorzustand entspricht, wobei im montierten Zustand des Ölrings im Kolben die Scheitelpunktlinie der Lauffläche zur kolbenbodenseitig abgewandten Ringnutflanke hin angeordnet ist.

Die Lauffläche der Lamelle zeichnet sich durch eine asymmetrische Neigung mit einer gegenüber dem Stand der Technik stark reduzierten Balligkeit aus, wobei die Laufflächenkontur näherungsweise durch ein Polynom 2. Ordnung beschrieben wer- den kann.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine einteilige Spreizfeder vorgesehen, die zwei Federnuten aufweist und in der Ringnut 7 angeordnet ist. Die Federnuten sind derart ausgeführt, dass die kolbenbodenseitig abgewandte Feder- nutflanke einen Winkel ß einnimmt, der einen Wert gemäß der Anordnung nach Anspruch1 annimmt.

Durch die erfindungsgemäße Laufflächengestaltung und der Anordnung der Lamelle in der erfindungsgemäß gestalteten Spreizfeder wird in Abhängigkeit von der Hub- bewegung des Kolbens durch günstigere hydrodynamische Bedingungen eine Ver- minderung der Reibleistung des gesamten Olabstreifrings ohne eine Reduzierung der Tangentialkraft erreicht, wobei die ölabstreifende Funktion mit dem Wechsel der Hubbewegung des Kolbens in vollem Umfang erhalten bleibt. Die Reduzierung der Reibleistung bewirkt eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Motors oder es kann durch eine Erhöhung der Tangentialkraft bei unverändertem Reibleistungs- niveau das Ölabstreifverhalten verbessert werden. Außerdem ist eine Verringerung der axialen Höhe des gesamten Ringpaketes im Vergleich zu Ringpaketen nach dem Stand der Technik realisierbar.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Ölabstreifringes in einer ersten Ausführung ; und Fig. 2 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Ölabstreifringes in einer zweiten Ausführung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht ein Ölabstreifring aus einer Lamelle 1 und einer Spreizfeder 4, welche die Lamelle radial gegen eine Zylinderwand 8 drückt. Die Spreizfeder 4 ist in eine Ringnut 7, die 90° Grad zur Kolbenachse 10 ausgerichtete Ringnutflanken aufweist, eingesetzt und besitzt eine äußere Form und Größe, die der Ringnut entspricht. Die Spreizfeder weist eine Federnut 7'mit Federnutflanke 5 auf, welche die kolbenbodenseitig zugewandte Seite darstellt und eine Federnutflanke 6 auf, welche die dem Kolbenboden abgewandte Seite darstellt. Erfindungsgemäß ist die kolbenbodenseitig zugewandte Federnutflanke 5 in einem Winkel von 90° zur Kolbenachse 10 ausgerichtet angeordnet, wobei die dem Kolbenboden abgewandte Federnutflanke 6 unter einem Winkel ß vom Kolbenboden weg geneigt bis zum Federaußenumfang verläuft. Bevorzugt beträgt der Winkel ß 85° bis 87° Winkelgrad.

Erfindungsgemäß weist die Lamelle 1 eine ballig asymmetrisch geformte Lauffläche h mit einer über den Umfang der Lamelle erstreckenden Scheitelpunktlinie 3 auf, wobei die Scheitellinie 3 als in Kontakt zur Zylinderwand 8 stehende Kante zum Ölabstreifen wirkt. Nach Fig. 1 ist die Lamelle 1 in ihrem montierten Zustand im Kol- ben derart angeordnet, dass ihre Scheitelpunktlinie 3 (Kante) zur kolbenbodenseitig abgewandten Federnutflanke 6 ausgerichtet ist.

Erfindungsgemäß hat die Lauffläche h der Lamelle eine Form, die einem Einlaufvor- gang von mehreren hundert Stunden im Motorbetrieb entspricht. Diese ist dadurch charakterisiert, dass die Lauffläche h der Lamelle 1 im Querschnitt in einem ersten Abschnitt (I) der asymmetrischen Form einem Polynom 2. Ordnung mit h (x) = ax + bx2 folgt, wobei x= Laufflächenkoordinate im kartesischen Koordinatensystem in mm ist und a,, b Koeffizienten, mit a definiert durch das Verhältnis des axialen Flankenspiels der Lamelle zur Breite der Lamelle ; b definiert als Betrag der Laufflächenkrümmung ; einem als Kante ausgeführten tragenden Scheitel (II) h (x=0), und in einem dritten Abschnitt (III) der asymmetrischen Form der Funktion h (x) = cx2, mit c als einem Vielfachen von b, folgt. Als Beispiel für eine Lamelle mit einer Dicke von 0,4 mm ergibt sich ein Wert h (x) = 35x + 50x2. Damit sind die entsprechend Fig. 1 und 2 dar- gestellten Querschnittskurven mit x als Laufflächenkoordinate in mm und h (x) als Balligkeit in gm erzielbar. Es ist verständlich, dass die Koeffizienten dieses Polynoms auf die spezifische Anwendung abzustimmen sind, wobei wesentliche Parameter hierbei der Zylinderdurchmesser, die Abmessungen des Lamellenquerschnittes und die axialen Spielverhältnisse des eingebauten Olabstreifringes in der Ringnut sind.

Die typische Balligkeit der Lauffläche h nach der Erfindung beträgt ca. 2 bis 10 pLm/0, 4 mm gegenüber den Ausführungen nach dem Stand der Technik von 3 bis 15 lim/0, 15 mm.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist die Spreizfeder 4 eine axial unterhalb einer ersten Federnut 7'eine zweite Federnut 7"auf, deren kolben- bodenseitige Federnutfianken 5 und 5'parallel zur Kolbenquerachse 10 verlaufen.

Die zum Kolbenboden abgewandte Federnutflanke 6 und 6'verläuft nach radial außen bis zur Federaußenwand unter einem Winkel von 3 bis 5 Grad geneigt. In die- sem Ausführungsbeispiel sind beide Scheitelpunktlinien 3, 3' (Kanten) der Laufflä- chen h und h'von der kolbenbodenseitigen Ringnutflanke 5 weg weisend angeord- net.

Funktionell ist die erfindungsgemäß verbesserte Ölabstreifwirkung dadurch gegeben, dass die an der Lauffläche h der Lamelle in Zylinderachsrichtung angreifende Reib- kraft ein Drehmoment erzeugt, welches die Lamelle tellerförmig verwölbt. Dies ist möglich, weil die Gestaltung der V-förmigen Ringnut 7 eine Bewegung der Lamelle in axialer Richtung vor allem an der inneren Auflage behindert, wohingegen an der äußeren Auflage deutlich größere axiale Bewegungsamplituden möglich sind. Die Reibkraft und damit das Drehmoment wechselt abhängig von der Hubrichtung des Kolbens das Vorzeichen. Da die Höhe der Reibkraft noch geschwindigkeitsabhängig ist, hat dies ständige Änderungen der tellerförmigen Verwölbung zur Folge, bezeichnet als dynamisches Twisten. Durch das dynamische Twisten erzeugt die Lamelle, die bei der Hubbewegung weg vom Verbrennungsraum-dem Abwärtshub- an einer der kolbenbodenseitig zugewandten Federnutflanke anliegt, in Kombination mit der asymmetrischen Neigung der Lauffläche eine gute Ölabstreifwirkung- "Kante"trägt-, während die jeweils andere Lage der Lamelle aufgrund der definierten Balligkeit der Lauffläche eine verbesserte Hydrodynamik beim Aufwärtshub aufweist -"Fläche" (Abschnitt I) trägt. Dadurch reduziert sich die Reibleistung an der Lamelle, welche in vertwistetem Zustand eine schlechtere Ölabstreifwirkung aufweist. Eine Änderung der Hubrichtung bewirkt ein Umklappen der Lamelle in die jeweils andere Lage.

Die lagerichtige Orientierung der Lamelle beim Einbau des Ölabstreifringes in den Zylinder des Motors muss beachtet werden, die beispielsweise durch eine Farbmar- kierung einer der Lamellenflanken gewährleistet werden kann.

Die Herstellung der Laufflächenform-bzw. Kontur kann beispielsweise durch Läppen erfolgen.

Bezugszeichen 1, 1'Lamelle, Ölabstreifring 3, 3'Scheitelpunktlinie (Kante) 4 Spreizfeder 5, 5'kolbenbodenseitig zugewandte Federnutflanke 6, 6'kolbenbodenseitig abgewandte Federnutflanke 7 Ringnut 7'erste Federnut 7"zweite Federnut 8 Zylinderwand 9 Kolben 10 Kolbenquerachse h, h'Laufflächen