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 versucht, die Laufflä- che der Lamelle 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 vorgenannten Ausfüh- rungsformen sind jedoch auf Kompressionsringe bezogen, deren Anforderung hin- sichtlich der Flächenpressung sehr niedrig ist, hingegen Ölabstreifringe hohe Flä- chenpressungen erfordern.

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

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.

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.

Durch die erfindungsgemäße Laufflächen-und Flankengestaltung der Lamelle in der Ringnut wird durch eine günstigere hydrodynamische Bedingung an der Lamelle eine Verminderung der Reibleistung des Ölabstreifrings ohne eine Reduzierung der Tan- gentialkraft erreicht, wobei die ölabstreifende Funktion der Lamelle hierbei in vollem Umfang erhalten bleibt. Die Reduzierung der Reibleistung bewirkt eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Motors oder es kann durch eine Erhöhung der Tangential- kraft bei unverändertem Reibleistungsniveau das Ölabstreifverhalten verbessert wer- den.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der einzigen Zeichnung beschrieben. Es zeigt die Fig. einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Ölabstreifringes in einer Ringnut eines Kolbens.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist eine Lamelle 1 in einer Ringnut 7 mit einer zum Kobenboden weisenden Ringnufflanke 5 und einer vom Kolbenboden weg weisen- den Ringnutflanke 6 eines Kolbens angeordnet. Erfindungsgemäß weist die Lamelle 1 eine ballig asymmetrische geformte Lauffläche h mit einer über den Umfang der Lamelle erstreckende Scheitelpunktlinie 3 auf, wobei die Scheitellinie 3 als in Kontakt zur Zylinderwand 8 stehende Kante zum Ölabstreifen wirkt. Im Ausführungsbeispiel ist die Lamelle 1 im montierten Zustand im Kolben derart angeordnet, dass die Scheitelpunktlinie 3 der Lauffläche h zur kolbenbodenseitig abgewandten Ringnut- flanke 6 hin angeordnet ist.

Die Lamelle 1 weist Lamellenflanken 2 und 2'auf, die nach radial außen bis zur Lauffläche h unter einem Winkel a derart zueinander konvergierend verlaufen, dass bei der Anlage der Flanke 2 an die kolbenbodenseitig zugewandte Ringnutflanke 5 die Lamelle nur mit der Scheitelpunktlinie 3 in Kontakt mit der Zylinderwand 8 des Motors steht. Dabei entsteht ein Winkel zwischen der bodenseitig abgewandeten Ringnutflanke 6 und der Lamellenflanke 2'von vorzugsweise 3° bis 5° Grad. Die sich nach radial innen erstreckenden Lamellenflanken 2 und 2'sind mit einer Endfläche E verbunden, wobei durch die Endfläche Tangentialpunkte T erzeugt werden, die den Drehpunkt der Lamelle entsprechend der Hubbewegung des Kolbens bilden. Wie in der Figur dargestellt, kann die gesamte Endfläche E halbkreisförmig ausgebildet sein. Eine beliebig geformte Endfläche ist möglich, solange die Endfläche unmittelbar am Drehpunkt halbkreisförmig ausgebildet ist. Die axiale Ausdehnung der Endfläche entspricht im wesentlichen der Höhe H der Ringnut 7, wobei das Einsetzen der Lamelle in die Ringnut 7 noch ermöglicht wird.

Bei einer Anlage der Lamellenflanken 2, 2'an die kolbenbodenseitig abgewandte Ringnutflanke 6 tritt die Lamelle 1 nur mit einem ersten Abschnitt (I) der Lauffläche (h) mit der Zylinderwand in Kontakt. Erfindungsgemäß hat die Lauffläche h der Lamelle eine Form, die einem Einlaufvorgang von mehreren hundert Stunden im Motorbetrieb entspricht. Diese ist dadurch charakterisiert, dass die Lauffläche h im Querschnitt in einem ersten Abschnitt (I) der asymmetrischen Form einem Polynom 2. Ordnung mit h (x) = ax + bx folgt, wobei x= Laufflächenkoordinate im kartesischen Koordinatensystem in mm ist und a, b Koeffizienten, mit a definiert durch das Ver- hältnis des axialen Flankenspiels der Lamellen zur Breite der Lamellen ; b definiert als Betrag der Laufflächenkrümmung ; einem als Kante 3 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 Lamellen mit einer Dicke von 0,4 mm ergibt sich ein Wert h (x) = 35x + 50x2. Damit sind die ent- sprechend Fig. 1 und 2 dargestellten Querschnittskurven mit x als Laufflächenkoor- dinate in mm und h (x) als Balligkeit in Rm 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 Ölabstreifringes in der Ringnut sind. Die typische Balligkeit der Lauffläche h nach der Erfindung beträgt erfindungsgemäß ca. 2 bis 10, um/0, 4 mm gegenüber den Ausführungen nach dem Stand der Technik von 3 bis 15 um/0, 15 mm.

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 Lamellenflanken 2 und 2'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 geschwindigkeits- abhängig 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 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" (Anschnitt 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 muss beachtet werden, die beispielsweise durch eine Farbmarkierung an der Lamellen- flanke gewährleistet werden kann.

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

Bezuaszeichen<BR> 1 Lamelle, Ölabstreifring 2, 2'Lamellenflanken 3 Scheitelpunktlinie (Kante) 5 kolbenbodenseitig zugewandte Ringnutflanke 6 kolbenbodenseitig abgewandte Ringnufflanke 7 Ringnut 8 Zylinderwand 9 Kolben E Endfläche h Lauffläche H Höhe der Ringnut T Tangentialpunkt