(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用のピストンとピストンリングとを含むアセンブリ（１２）であって、
ピストン（１３）を備えており、該ピストン（１３）は、リング溝（２１ａ）内に収容された、リングギャップ（２６）を有する少なくとも１つのピストンリング（２２ａ）を備えているものにおいて、
リング溝（２１ａ）の溝底（２４）とピストンリング（２２ａ）との間に、ばねエレメント（２５）が配置されており、該ばねエレメント（２５）は、ピストンリング（２２ａ）のリングギャップ（２６）を充填するように設けられており、ばねエレメント（２５）は、リング溝内（２１ａ）で完全なリングを成すのではなく、少なくとも１つのリング開口部を備えていて、リング溝（２１ａ）内で少なくとも１８０°の角度範囲にわたって配置されており、ばねエレメント（２５）は、延在長さ全体にわたって同じ厚みを有し、ばねエレメント（２５）全体が、板ばねとして形成されており、ばねエレメント（２５）は、ピストンリング（２２ａ）のリングギャップ（２６）を充填する隆起部（２８）を備えており、隆起部（２８）の外側面（２９）とピストンリング（２２ａ）の外周面（３１）とは、相互に整合して配置されており、隆起部（２８）は、１つのウェブ（３２）と、相互に接近して延びる、該ウェブ（３２）と結合された２つの斜部（３３）を備えており、ピストンリング（２２ａ）は、該斜部（３３）に合致する斜面（２７）を備えていることを特徴とする、内燃機関用のピストンとピストンリングとを含むアセンブリ。
【請求項２】
ばねエレメント（２５）とピストンリング（２２ａ）とは、ピストン（１３）軸方向に同じ高さ（ｈ）を有している、請求項１記載のピストンとピストンリングとを含むアセンブリ。
【請求項３】
ピストンとピストンリングとを含むアセンブリ（１２）と内燃機関のシリンダまたはシリンダライナ（１１）とから成る構成ユニット（１０）であって、
ピストン（１３）を備えており、該ピストン（１３）は、リング溝（２１ａ）内に収容された、リングギャップ（２６）を有する少なくとも１つのピストンリング（２２ａ）を備えているものにおいて、
リング溝（２１ａ）の溝底（２４）とピストンリング（２２ａ）との間に、ばねエレメント（２５）が配置されており、該ばねエレメント（２５）は、ピストンリング（２２ａ）のリングギャップ（２６）を充填するように設けられており、ピストンリング（２２ａ）の外周面（３１）が、シリンダまたはシリンダライナ（１１）の摺動面（２３）に密に当接するようになっており、ばねエレメント（２５）は、リング溝（２１ａ）内で完全なリングを成すのではなく、少なくとも１つのリング開口部を備えていて、リング溝（２１ａ）内で少なくとも１８０°の角度範囲にわたって配置されており、ばねエレメント（２５）は、延在長さ全体にわたって同じ厚みを有し、ばねエレメント（２５）全体が、板ばねとして形成されており、ばねエレメント（２５）は、ピストンリング（２２ａ）のリングギャップ（２６）を充填する隆起部（２８）を備えており、隆起部（２８）の外側面（２９）とピストンリング（２２ａ）の外周面（３１）とは、相互に整合して配置されており、隆起部（２８）は、１つのウェブ（３２）と、相互に接近して延びる、該ウェブ（３２）と結合された２つの斜部（３３）を備えており、ピストンリング（２２ａ）は、該斜部（３３）に合致する斜面（２７）を備えていることを特徴とする、ピストンとピストンリングとを含むアセンブリと内燃機関のシリンダまたはシリンダライナとから成る構成ユニット。
【請求項４】
ばねエレメント（２５）とピストンリング（２２ａ）とは、ピストン（１３）軸方向に同じ高さ（ｈ）を有している、請求項３記載の構成ユニット。
【請求項５】
隆起部（２８）の外側面（２９）は、シリンダまたはシリンダライナ（１１）の摺動面（２３）に密に当接している、請求項３記載の構成ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用のピストンとピストンリングとを含むアセンブリであって、ピストンを備えており、ピストンは、リング溝内に収容された、リングギャップを有する少なくとも１つのピストンリングを備えているものに関する。
【０００２】
さらに本発明は、ピストンとピストンリングとを含むアセンブリと内燃機関のシリンダまたはシリンダライナとから成る構成ユニットであって、ピストンを備えており、ピストンは、リング溝内に収容された、リングギャップ（２６）を有する少なくとも１つのピストンリングを備えているものに関する。
【背景技術】
【０００３】
このようなピストンとピストンリングとを含むアセンブリは、たとえば欧州特許公開第００５９２３３号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２３４５２８号明細書およびフランス国特許第１１７８６２９号明細書において公知である。単数または複数のピストンリングの主な役割は、駆動中、燃料と空気とを含む混合気を点火する際に燃焼室内に生じる燃焼ガスに対してシリンダ室をクランクケースに向かってシールすることである。さらに潤滑油または蒸発油が燃焼室にガイドされるのを防止するよう望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許公開第００５９２３３号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２３４５２８号明細書
【特許文献３】フランス国特許第１１７８６２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような、ピストンとピストンリングとを含むアセンブリを改良して、できるだけ簡単に、燃焼室とシリンダ室との間の確実なシールを実現するものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明の構成によれば、内燃機関用のピストンとピストンリングとを含むアセンブリであって、ピストンを備えており、該ピストンは、リング溝内に収容された、リングギャップを有する少なくとも１つのピストンリングを備えているものにおいて、リング溝の溝底とピストンリングとの間に、ばねエレメントが配置されており、該ばねエレメントは、ピストンリングのリングギャップを充填するように設けられている。
【０００７】
この課題を解決するために、本発明の別の構成によれば、ピストンとピストンリングとを含むアセンブリと内燃機関のシリンダまたはシリンダライナとから成る構成ユニットであって、ピストンを備えており、該ピストンは、リング溝内に収容された、リングギャップを有する少なくとも１つのピストンリングを備えているものにおいて、リング溝の溝底とピストンリングとの間に、ばねエレメントが配置されており、該ばねエレメントは、ピストンリングのリングギャップを充填するように設けられており、ピストンリングの外周面が、シリンダまたはシリンダライナの摺動面に密に当接するようになっている。
【０００８】
好適には、ばねエレメントは、リング溝内で少なくとも１８０°の角度範囲にわたって配置されている。
【０００９】
好適には、ばねエレメントとピストンリングとは、ピストン軸方向に同じ高さを有している。
【００１０】
好適には、バネエレメントは、板ばねとして形成されている。
【００１１】
好適には、ばねエレメントは、ピストンリングのリングギャップを充填する隆起部を備えている。
【００１２】
好適には、隆起部の外画面とピストンリングの外周面とは、相互に整合して配置されている。
【００１３】
好適には、隆起部は、ウェブと、相互に接近して延びる、該ウェブと結合された２つの斜部を備えており、ピストンリングは、該斜部に合致する斜面を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の上記構成によって、ピストンリングの全周にわたって均等な圧力分布が得られるので、特に簡単に、駆動サイクルの経過において燃焼室に対するシリンダ室の良好なシールが達成される。したがって本発明によるピストンとピストンリングとを含むアセンブリによって、特に簡単な手段で、従来技術に対して大幅な改善が達成される。同時に高い経済性もしくは大幅なコスト削減が得られる。
【００１５】
好適な形態は、従属請求項から明らかである。
【００１６】
好適には、ばねエレメントは、リング溝内で少なくとも１８０°の角度範囲にわたって配置されているので、ばねエレメントは、リング溝内で確実に保持されている。特に簡単な組立に関して好適には、ばねエレメントは、リング溝内で完全なリングを成すのではなく、少なくとも１つのリング開口部を備えていて、好適には約２７０°の角度範囲にわたって周方向に延びている。
【００１７】
好適には、ばねエレメントとピストンリングとは、ピストン軸方向に同じ高さを有しており、これにより特に均等な圧力分布が得られる。これに関して特に好適には、ばねエレメントは、板ばねとして形成されている。
【００１８】
別の好適な形態によれば、ばねエレメントは、ピストンリングのリングギャップを充填する隆起部を備えている。このようなばねエレメントは、特に簡単に製作可能である。好適には、隆起部の外画面とピストンリングの外周面とは、相互に整合して配置されているので、本発明による構成ユニットでは、隆起部の外側面は、シリンダまたはシリンダライナの摺動面に密に当接する。これによって特に効果的なのシール作用が得られる。
【００１９】
好適には、隆起部は、ウェブと、相互に接近して延びる、該ウェブと結合された２つの斜部を備えており、ピストンリングは、該斜部に合致する斜面を備えているので、ピストンリングとばねエレメントとは、相互にぴったりと位置して、効果的なシール作用をもたらす。
【００２０】
本発明は、全てのピストン型およびピストン材料（もしくは軽金属ピストン、鋼ピストン、一体的なピストンまたは複数部品から成るピストン、鋳造されたピストン、鍛造されたピストンなど）ならびにあらゆるピストンリング形状およびピストンリング材料に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるピストンとピストンリングとを含むアセンブリを備えた本発明による構成ユニット全体を示す図である。
【図２】図１に示した本発明によるピストンとピストンリングとを含むアセンブリの一部を示す拡大図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図３に示した本発明によるピストンとピストンリングとを含むアセンブリの一部を示す拡大図である。
【図５】図３の矢印Ａ方向に、図３に示した本発明によるピストンとピストンリングとを含むアセンブリを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、添付した図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳説する。図面は、概略的に示したものであり、縮尺に正確なものではない。
【００２３】
図１には、シリンダライナ１１と本発明によるピストンとピストンリングとを含むアセンブリ１２とから成る本発明による構成ユニット１０の１つの形態を示した。シリンダライナ１１の代わりに、シリンダを設けてもよい。本発明はあらゆるピストン型およびピストン材料ならびにピストンリング形状およびピストンリング材料に適用可能であるので、以下に、本発明を説明するために、単に、例示した１つのピストン型ならびにピストンリングの１つの構造について説明する。
【００２４】
本発明によるピストンとピストンリングとを含むアセンブリ１２は、本形態では、２部分から溶接されたスリッパーピストンまたはボックス型ピストンとして構成されたピストン１３を備えており、ピストン１３の構造は公知である。ピストン１３は、環状に延びるトップランド１５と環状に延びるリング部分１６とを有するピストン上部１４を備えていて、ならびに、ピストンピン（図示していない）を収容するためのボス孔１９を有する、リング部分１６に対して内側に引っ込められたピストンボス１８を有するピストン下部１７を備えている。リング部分１６は、３つのリング溝２１ａ，２１ｂ，２１ｃから構成されており、リング溝２１ａ，２１ｂ，２１ｃ内に、ピストンリング２２ａ，２２ｂ，２２ｃが収容されている。組立状態で、ピストン１３は、内燃機関のシリンダライナ１１内に収容されている。シリンダライナ１１の摺動面２３と、ピストンリング２２ａ，２２ｂ，２２ｃの外周面とは、エンジン駆動において、公知のように相互に摩擦接触する。
【００２５】
図２には、ピストンリング２２ａ、つまり第１のシールリングを例に、本発明による構成ユニット１０用の本発明によるピストンとピストンリングとを含むアセンブリ１２の一部を拡大図で示した。ピストンリング２２ａは、公知のように、リング溝２１ａ内に収容されている。本発明によれば、リング溝２１ａの溝底２４とピストンリング２２ａとの間に、ばねエレメント２５が配置されている。ばねエレメント２５とピストンリング２２ａとは、本形態では、同じ軸方向高さｈを有している。本形態では、ばねエレメント２５は、シリンダライナ１１の摺動面２３と摩擦接触している。
【００２６】
図３〜図５には、図１に示した本発明による構成ユニット１０用の本発明によるピストンとピストンリングとを含むアセンブリ１２の構造を詳しく示した。ピストンリング２２ａは、公知のように、リングギャップ２６を有している。本形態では、ピストンリング２２ａの、リングギャップ２６を画成する自由端部は、斜面２７として形成されている。ばねエレメント２５は、本形態では、板ばねとして鋼から製作されていて、リング溝２１ａ内でたとえば２７０°の角度範囲にわたって配置されている。ばねエレメント２５は、本形態では隆起部２８を備えており、隆起部２８は、ピストンリング２２ａのリングギャップ２６を充填する。隆起部２８の外側面２９とピストンリング２２ａの外周面３１とは、本形態では、相互に整合して配置されているので、構成ユニット１０の組立状態では、隆起部２８の外側面２９は、シリンダライナ１１の摺動面２３に密に当接し、摺動面２３と摩擦接触している。このためにシリンダライナ１１の摺動面２３と隆起部２８の外側面２９とは、同じ湾曲を有している。隆起部２８は、本形態では、相互に接近して延びる、ウェブ３２によって相互に結合された２つの斜部３３から形成されている。ばねエレメント２５の隆起部２８の斜部３３とピストンリング２２ａの斜面２７とは、相互に合致し、ピストンリング２２ａとばねエレメント２５とは、相互にぴったりと接触する。
【００２７】
本発明によって、ばねエレメント２５の予荷重に基づいて、ピストンリング２２ａの外周面３１は、エンジン駆動時に、シリンダライナ１１の摺動面２３に密に当接するようになる。したがって本発明によって、特に簡単に、燃焼室に対するシリンダ室の極めて良好なシールが達成される。
【符号の説明】
【００２８】
１０  構成ユニット、  １１  シリンダライナ、  １２  ピストンとピストンリングとを含むアセンブリ、  １３  ピストン、  １４  ピストン上部、  １５  トップランド、  １６  リング部分、  １７  ピストン下部、  １８  ピストンボス、  １９  ボス孔、  ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ  リグ溝、  ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  ピストンリング、  ２３  摺動面、  ２４  溝底、  ２５  ばねエレメント、  ２６  リングギャップ、  ２７  斜面、  ２８  隆起部、  ２９  外側面、  ３１  外周面、  ３２  ウェブ、  ３３  斜部、  ｈ  高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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