(57)【要約】【課題】大型２ストローク・ディーゼルエンジンのピストンで用いるピストンリング一式（１）の提供。【解決手段】装着状態のピストン２は、大型２ストローク・ディーゼルエンジンにおけるシリンダー４のシリンダー壁３のシリンダー作動面７に沿って往復動可能に配設され、ピストンリング一式は、シリンダーの燃焼室に最も近く配設されて第１走行面Ｌ１を有する第１ピストンリングＫ１と、第２走行面Ｌ２を有する第２ピストンリングＫ２とを含む。運転状態で、摩耗保護部を含む第１ピストンリングの第１走行面と第２ピストンリングの第２走行面がシリンダー壁と摺接状態にあるように、第１ピストンリングがピストンの第１ピストンリング溝Ｎ１に配設され、第２ピストンリングがピストンのピストンリング溝Ｎ２に配設される。本発明は前記ピストンリング一式を具備するピストンにも係わる。【選択図】図４
2007077988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型２ストローク・ディーゼルエンジンのピストン（２）で用いるピストンリング一式であり、
前記ピストン（２）は、装着状態で、大型２ストローク・ディーゼルエンジンのシリンダー（４）のシリンダー壁（３）に沿って往復移動可能であるように配設され、
前記ピストンリング一式は、
前記シリンダー（４）の燃焼室（５）に最も近く配設され、第１走行面（Ｌ１）を有する第１ピストンリング（Ｋ１）と、
第２走行面（Ｌ２）を有する第２ピストンリング（Ｋ２）とを含み、
運転状態で、前記第１ピストンリング（Ｋ１）の前記第１走行面（Ｌ１）と前記第２ピストンリング（Ｋ２）の前記第２走行面（Ｌ２）が、前記シリンダー壁（３）のシリンダー作動面（７）と摺接接触状態になるように、前記第１ピストンリング（Ｋ１）が前記ピストン（２）の第１ピストンリング溝（Ｎ１）中に配設され、前記第２ピストンリング（Ｋ２）が前記ピストン（２）の第２ピストンリング溝（Ｎ２）中に配設される、前記ピストンリング一式において、
前記第１ピストンリング（Ｋ１）の前記第１走行面（Ｌ１）と前記第２ピストンリング（Ｋ２）の前記第２走行面（Ｌ２）が摩耗保護部を含むことを特徴とするピストンリング一式。
【請求項２】
第３走行面（Ｌ３）を有する少なくとも１つの第３ピストンリング（Ｋ３）が、第３ピストンリング溝（Ｎ３）中に配設され、前記第３走行面（Ｌ３）は、運転状態で、前記シリンダー壁（３）の前記シリンダー走行面（７）と摩擦接触状態になる請求項１に記載されたピストンリング一式。
【請求項３】
前記第２走行面（Ｌ２）および／または前記第３走行面（Ｌ３）が、摩耗保護部、および／または、なじみ運転層（１２）を含む請求項１または請求項２に記載されたピストンリング一式。
【請求項４】
前記第１ピストンリング（Ｋ１）が耐摩耗性材料で形成されている請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式。
【請求項５】
前記第２ピストンリング（Ｋ２）が耐摩耗性材料で形成されている請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式。
【請求項６】
前記第３ピストンリング（Ｋ３）、および／または、さらに別のピストンリングが耐摩耗性材料で形成されている請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式。
【請求項７】
前記摩耗保護部が摩耗保護被覆（６）である請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式。
【請求項８】
前記第２ピストンリング（Ｋ２）の摩耗保護被覆（６）の厚さ（Ｓ２）、および／または、前記第３ピストンリング（Ｋ３）の摩耗保護被覆（６）の厚さ（Ｓ３）、および／または、前記さらに別のピストンリングの摩耗保護被覆の厚さが、前記第１ピストンリング（Ｋ１）の摩耗保護被覆（６）の厚さ（Ｓ１）の１００％、または、厚さ（Ｓ１）の３／４、または、好適には厚さ（Ｓ１）の１／２、または、厚さ（Ｓ１）の１／３、または、厚さ（Ｓ１）の１／４、または、厚さ（Ｓ１）の最大１０％である請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式。
【請求項９】
前記第１ピストンリング（Ｋ１）および／または前記第２ピストンリング（Ｋ２）および／または前記第３ピストンリング（Ｋ３）および／または前記さらに別のピストンリングの前記走行面（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が、前記シリンダー壁（３）の前記シリンダー作動面に向かって凸形状形態に設計されている請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式。
【請求項１０】
前記第１ピストンリング（Ｋ１）および／または前記第２ピストンリング（Ｋ２）および／または前記第３ピストンリング（Ｋ３）および／または前記さらに別のピストンリングの前記走行面（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が、前記各ピストンリング（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）の中央平面（Ｉ−Ｉ）に関して前記シリンダー作動面（７）の方向で対称および／または非対称に設計されている請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式。
【請求項１１】
前記第１ピストンリング（Ｋ１）および／または前記第２ピストンリング（Ｋ２）および／または前記第３ピストンリング（Ｋ３）および／または前記さらに別のピストンリングの前記走行面が、前記燃焼室（５）に向かう方向で非対称に、特に非対称凸形状に設計されている請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式。
【請求項１２】
前記第１ピストンリング（Ｋ１）および／または前記第２ピストンリング（Ｋ２）および／または前記第３ピストンリング（Ｋ３）および／または前記さらに別のピストンリングの前記走行面が、前記シリンダー走行表面（７）に向かう方向で、前記ピストンリング（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）の前記中央平面（Ｉ−Ｉ）に関して非対称に、特に非対称凸形状に、特に前記燃焼室（５）に背く方向に非対称凸形状に設計されている請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式。
【請求項１３】
前記摩耗保護部が、クロムおよび／または酸化アルミニウムおよび／または珪酸塩および／またはダイヤモンド粒子および／またはクロム・セラミック、特にＴｒｉｔｏｒ、および／またはＣＫＳ−３６および／またはＣＫＳ−３７および／または炭化物、特に炭化クロムを含む請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載されたピストンリング一式を具備するピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型２ストローク・ディーゼルエンジンのピストン用のピストンリング一式に係わり、さらに、独立請求項１および１１の前段部分に記載された本発明によるピストンリング一式を備えたピストンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として知られている大型ディーゼルエンジン用ピストンは、原則として、上下に並んで各ピストン溝に配設された複数のピストンリングから成る一式を具備する。周知のピストンリング一式は、通常、大型ディーゼルエンジンのサイズおよび／または出力に従って、および／または、エンジンの運転要件または特別な運転条件に応じて、少なくとも２つのピストンリング（多くは、３つか４つ、または、場合により５つのピストンリング）を含む。
【０００３】
例えば、シリンダー内のピストンの案内、シリンダー作動面上の潤滑剤の分配、および／または、掻き落し、クランク・ハウジングに対する燃焼室の密封等の、各種機能を満たすピストンリングは、運転状態で厳しい負荷に曝される。したがって、ピストンリングは、シリンダー作動面と直接摺接する状態にあり、燃焼圧をピストンリングで受けなければならず、ピストンリングは最終的にかなりの熱負荷、機械的負荷および化学的負荷に曝される。
【０００４】
かかる構成で、特に燃焼圧の受承に関して、最も厳しい負荷を受けるピストンリングは、通常、「トップリング」と呼ばれ、シリンダーの燃焼室に最も近く配置されるピストンリングである。この点について、従来技術で公知のピストンリングの場合には、トップリングのみが作動面上に摩耗保護被覆、所謂、低摩耗被覆を有しており、これは、例えば適切なクロム・セラミックで形成できる。対照的に、ピストン組立体の他のピストンリングは摩耗保護層を有しないが、これらのピストンリングは、走行面として、除去可能な埋め込み層、所謂なじみ運転層を有することができ、この層は平均的な当業者には周知の態様で比較的急速に摩滅するので、対応するピストンリングは、埋め込み相の完了後にシリンダーライナーであるシリンダー壁に沿って理想的に動く。
【０００５】
かかる構成で、前記解決策が或る問題を惹起することが判っている。なじみ運転段階が終った後、すなわちなじみ運転層が多少とも摩耗した時に、例えば鋳鉄材料であるピストンリングの基材が、シリンダー壁の作動面と摺接状態にあるピストンリングの走行面に露出する。すなわち、運転状態では、摺接接触がピストンリングとシリンダー壁の２つの鋳造材料の間に生じ、これは大きな摩損を引き起こす可能性があり、悪い筋書きでは「スカッフィング」とも称する所謂「フレッチング」を引き起こす可能性がある。
【０００６】
かかる構成で、従来技術では、トップリングのみが、換言すれば、ピストンリング一式のうちの、シリンダー燃焼室の最も近くに配設されたピストンリングのみが、摩耗保護層によって被覆されていたのは、いくつかの理由があった。一方では、トップリングは最も厳しい負荷を受けるリングである。確立された意見によれば、トップリングの摩耗保護被覆は十分であり、そのわけは、その下にあるピストンリング一式のうちの別の各ピストンリングは、かなり低い負荷を受けるとみなされ、したがって被覆は不要であると考えられたからである。他方では、摩耗保護被覆の適用は比較的複雑であり、とりわけ時間がかかって費用増になり、これは、とりわけ、シリンダー内でのピストンリングの最適嵌合と理想的走行を保証するために、摩耗保護被覆を極めて精密に行わなければならないという事実の故である。
【０００７】
さらにまた、トップリングの下にある摩耗保護層を有するピストンリングは、シリンダー壁上の潤滑剤薄膜に悪影響を与えるというのが確立された意見であった。周知のように、トップリングは、油かき取りリングとしても働き、すなわち、これは、シリンダー壁の作動面に付与される潤滑油を、燃焼室から、クランク・ハウジングから離れる方向、または、その反対方向に移送（ポンピング）する。この方法で、一方では多量の潤滑油が燃焼プロセス中に入ることを防止できる。他方では、潤滑油が、油かき取りリングとして働くトップリングを経て、その下にあるピストンリングに移送され、もって、それらの潤滑が改善される。
【０００８】
かかる構成で、トップリングの油かき取り効果は、トップリングの走行面の形状の特別な設計を通じてのみならず、特別な流体力学的条件によっても、したがってこれに関連して特別な摩擦学的条件によっても生じ、これらの条件は、被覆表面と鋳鉄材料で形成されたシリンダー壁の作動面との相互作用によって得られる。
【０００９】
したがって、トップリングの下にあって摩耗保護層を有するピストンリングは、油かき取りリングとしても働き、かくして、ピストンリング一式のうちの残りのピストンリング用の潤滑を大きく害するのみならず、特にトップリングの潤滑も害するので、かなり増大した危険が予想された。
【００１０】
したがって、トップリングの下にあるピストンリングに摩耗保護被覆を設けてはならないことは、平均的な当業者には明白であった。
【００１１】
例えば、ドイツ特許ＤＥ−１９５０４８０３−Ａ１に記載されているような４ストローク内燃機関に関しては、トップリングの下に配置されたピストンリングの被覆がよく知られている。これは、４ストローク・エンジンが、例えば自動車で使用される時、大型２ストローク・ディーゼルエンジンの潤滑系から知られているものとは全く異なる潤滑系を有する理由である。周知の４ストローク・エンジンに関しては、十分な潤滑油がシリンダーの作動面上に提供されるのみならず、一般にシリンダーの作動面上には過剰な潤滑油が存在し、このため多量の潤滑油を作動面からクランクケースの油溜まりに戻さなければならない。
【００１２】
しかし、常により高い出力および／または出力密度に向かう傾向がある、特に現代の大型２ストローク・ディーゼルエンジンでは、トップリングの下方に配置されたピストンリングが常により高い負荷に曝されることがわかっている。鋳鉄材料で形成されたピストンリングと同様に鋳鉄材料で形成されたシリンダー壁との間のなじみ運転段階後の運転状態で発生する摩擦損失の問題が、かなり過小評価されていたこともわかっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、改善されたピストンリング一式、およびピストンのかなり改善された走行挙動と、より高い耐摩耗性と、したがって大型２ストローク・ディーゼルエンジンのさらに経済的な運転とを保証する、この種のピストンリングを有するピストンを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
これらの目的を満たす本発明の主題は、独立請求項１および１１に記載された特徴部分によって規定される。
【００１５】
従属請求項は、本発明の特に有利な各実施形態に関するものである。
【００１６】
したがって本発明は、大型２ストローク・ディーゼルエンジンのピストン用のピストンリング一式に関するものである。この構成では、ピストンが、装着状態で、大型２ストローク・ディーゼルエンジンのシリンダーのシリンダー壁に沿って往復移動可能であるように配設され、前記ピストンリング一式は、シリンダーの燃焼室に最も近く配設され、第１走行面を有する第１ピストンリングと、第２走行面を有する第２ピストンリングとを含む。
運転状態で、第１ピストンリングの第１走行面と第２ピストンリングの第２走行面が、シリンダー壁と摩擦接触するように、第１ピストンリングが第１ピストンリング溝中に配設され、第２ピストンリングが第２ピストンリング溝中に配設される。かかる構成で、本発明によれば、第１ピストンリングの第１走行面と第２ピストンリングの第２走行面がいずれも摩耗保護部を含む。
【００１７】
したがって、トップリングに加えて、ピストンリング一式の少なくとも１つのさらに別のピストンリング、好ましくはトップリングの最も近くにあるピストンリングがこのピストンリングの走行面に摩耗保護部を含むことは、本発明にとって重要である。
【００１８】
意外なことに、この手段によって、ピストンリング一式のうちの残りのピストンリングの摩擦学的条件と走行特性は劣化しないことがわかっている。全く対照的に、同様に摩耗保護部を備えたピストンリングを適切に設計することによって、特にこのピストンリングおよび／または残りのピストンリングの走行面形状を適切に設計することによって、および／若しくはピストンリング一式におけるピストンリング配置を適切に選択することによって、ピストンリング一式の走行特性を、トップリングの下方に配置されたピストンリングに摩耗保護部を備えることによって大幅に改善することができる。
【００１９】
特定の一実施形態では、ピストンリング一式は、第３ピストンリング溝の中に設けられた第３走行面を有する第３ピストンリングを含み、この第３走行面は運転状態ではシリンダー壁のシリンダー走行表面と摩擦接触状態にある。
【００２０】
この配置では、第２走行面および／または第３走行面は、摩耗保護部および／またはなじみ運転層を含む。したがって例えば、トップリングとも呼ばれる第１ピストンリングに最も近くに例えば配置された第２ピストンリングが摩耗保護部を含む一方で、第３ピストンリングおよび多分ピストンリング一式のさらに別のピストンリングはなじみ運転層を有する。第２ピストンリングに加えて、第３ピストンリングおよび／またはピストンリング一式のさらに別のピストンリングが同様に摩耗保護部を含むことができることは言うまでもない。
【００２１】
別の実施形態では、第１ピストンリングに最も近くに配置されたピストンリングがなじみ運転層を含む一方で、第３ピストンリングおよび／またはこの下方に配置されたさらに別のピストンリングが摩耗保護部を含むことも可能である。これは、特に運転状態において第１ピストンリングに最も近くに配置されたピストンリングに作用する負荷が予定可能な最大負荷を超過しないときは有利になることができ、このためこのピストンリングの上には摩耗保護部は不必要である。しかし、この下方にあるピストンリングは摩耗保護部を有する。そのわけは、この摩耗保護部を通じて、ピストンリング一式の領域における油膜が例えば、この手段によってピストンリング一式の摩擦学的特性およびその他の走行特性が全体として最適化されるように改善されるからである。
【００２２】
本発明によるピストンリング一式の特定の一実施形態では、第１ピストンリングおよび／または第２ピストンリングおよび／または第３ピストンリングおよび／またはさらに別のピストンリングは、耐摩耗性材料によって形成されている。すなわち、ピストンリングの材料として通常使用される鋳造材料を、適当な成分または適当な合金要素を加えることによって、耐摩耗性に作ることができる。これは例えば、これに適しているとされている材料で合金を作るかこの材料を加えることによって、例えば、特にピストンリングのための摩耗保護材料として平均的な当業者に周知のクロム、クロム・セラミック、酸化アルミニウム、珪酸塩、ダイヤモンド粒子、特にＴｒｉｔｏｒ、ＣＫＳ−３６、ＣＫＳ−３７、炭化物、特に炭化クロムなどの、セラミックまたは酸化物を加えることによって起こることができる。特定の場合にはピストンリングを全体的に耐摩耗性材料で作ることができるので、従来周知で通常ピストンリングのために使用される鋳造材料を完全にまたは部分的に省くことができることは言うまでもない。
【００２３】
実用的使用のための特に重要な一実施形態では、摩耗保護部は摩耗保護被覆である。この配置では、第２ピストンリングの摩耗保護被覆の厚さ、および／または第３ピストンリングの摩耗保護被覆の厚さ、および／またはさらに別のピストンリングの摩耗保護被覆の厚さは、第１ピストンリングの摩耗保護被覆の厚さの１００％、特に厚さの３／４だけ、好ましくは厚さの１／２だけ、特に厚さの１／３だけ、特別に厚さの１／４だけ、または厚さのせいぜい１０％にすることができる。
【００２４】
この構成では、第１ピストンリング、および／または第２ピストンリング、および／または第３ピストンリング、および／またはさらに別のピストンリングの摩耗保護被覆の厚さが第１ピストンリングの摩耗保護被覆の厚さよりも小さい場合には、特に有利になり得る。第２ピストンリングおよびその他の各ピストンリングの負荷は、運転状態において第１ピストンリングが曝される負荷よりも概してかなり小さいので、第２ピストンリング、第３ピストンリング、および多分さらに別のピストンリングの摩耗保護層の厚さは、多くの場合、第１ピストンリングの摩耗保護被覆の厚さより小さく選択することができる。第１ピストンリングの摩耗保護層の厚さの典型的な値は２００μｍ〜６６０μｍ、特に３３０μｍ〜４００μｍである。さらに別のピストンリング、例えば第２ピストンリングの摩耗保護層の厚さをより小さく、例えば１０μｍ〜２００μｍ、特に５０μｍ〜１００μｍに選択することができる。
【００２５】
第２ピストンリング、および／またはその他の各ピストンリングの摩耗保護層についてより小さな厚さを選択することは、この配置において単に経済的考察のために関心が寄せられる。すなわち摩耗保護層は犠牲防食的であるか、またはレーザ・クラッディングによって加えられることが好ましく、したがって層形成に要する必要時間消費は増加する層厚と共に増加する。
【００２６】
この点について、もちろん摩耗保護層をその他の任意の適当な被覆法を用いて、換言すれば例えばＨＶＯＦなどの周知の熱噴射、プラズマ溶射、フレーム溶射、粉体噴霧、および例えば溶接などの他の任意の適当な被覆法を用いて生成できることが理解されよう。
【００２７】
この点について、例えば本発明によるピストンリング一式のうちの第２ピストンリング、および／またはその他のすべてのピストンリングを、第１ピストンリングを作るものと同じピストンリング半製品から作ることができる。ピストンリング半製品は概して５ｍｍ〜５０ｍｍのリング幅、好ましくは１５ｍｍ〜３０ｍｍの幅を有するので、ピストンリングの全幅はそれ自体／実質的に被覆によって影響されず、したがって数１０μｍまたは数１００μｍの摩耗保護被覆の厚さの差は、実際にはシリンダーにおけるピストンリングの正しい嵌合には影響しない。
【００２８】
この点について、第１ピストンリング、および／または第２ピストンリング、および／または第３ピストンリング、および／またはその他のピストンリングの走行面は、シリンダー壁のシリンダー走行表面に向かう方向に凸形状に形成されることが好ましい。
【００２９】
この構成では、第１ピストンリング、および／または第２ピストンリング、および／または第３ピストンリング、および／またはその他のピストンリングの走行面を、それぞれのピストンリングの中央平面に関してシリンダー走行表面に向かう方向に対称的または非対称的に設計することができる。
【００３０】
本発明によるピストンリング一式のために実施問題として特に重要な一実施形態では、第１ピストンリング、例えば換言すればトップリングは非対称的に設計され、油かき取りリングの機能を想定するが、第２ピストンリングまたはピストンリング一式のその他のピストンリングの走行面または摩耗保護被覆は、それぞれのピストンリングの中央平面に関して対称的に設計され、第２ピストンリングまたはその他のピストンリングの走行面の、シリンダー走行表面に向かう方向に見て外側の境界面は、凸形状に、例えば特に円の対称円形断面の形状に作られる。
【００３１】
別の実施形態では、第１ピストンリング、および／または第２ピストンリング、および／または第３ピストンリング、および／またはその他のピストンリングの走行面は、非対称的に、特に燃焼室に向かう方向に凸形状非対称的に設計することができる。
【００３２】
さらに別の実施形態では、第１ピストンリング、および／または第２ピストンリング、および／または第３ピストンリング、および／またはその他のピストンリングの走行面を、ピストンリングの中央平面に関してシリンダー走行表面に向かう方向に非対称的に、特に燃焼室に背く方向に凸形状非対称的に設計できることを理解されたい。
【００３３】
第１ピストンリングが、燃焼室に向かう方向に非対称的に、または燃焼室に背く方向に凸形状非対称的に設計されて油かき取りリングの機能を果すことは特に好ましい。
【００３４】
例えば鋳造材料製のピストンリング上の摩耗保護部、すなわちピストンリング自体または磨耗保護被覆はとりわけ、クロム、および／または酸化アルミニウム、および／または珪酸塩、および／またはダイヤモンド粒子、および／またはクロム・セラミック、特にＴｒｉｔｏｒ、および／またはＣＫＳ−３６、および／またはＣＫＳ−３７、および／または炭化物、特に炭化クロムを含むことができる。結局、磨耗保護層の形成のためにまたは耐摩耗性材料で形成されたピストンリングの製造のために有利なすべての周知の摩耗保護材料が適している。
【００３５】
本発明によるピストンリング一式の先に述べた実施形態は、単なる例として理解すべきであり、特に３個を超える、言い換えれば４個、５個、６個、またはそれ以上のピストンリングを有するピストンリング一式も含まれ、特に説明された実施形態のすべての適当な組合せも、本発明によって含まれることは言うまでもない。
【００３６】
さらにまた、本発明は、さらに上で詳細に説明するようにピストンリング一式を有するピストンリングに関するものである。
【００３７】
次に、概略図を示す添付図面を見ながら本発明の説明を行う。
【実施例】
【００３８】
図１は、以下に全体として符号１を付した本発明によるピストンリング一式を具備する２ストローク大型ディーゼルエンジンのシリンダーを部分的に断面で示す概略図である。
【００３９】
シリンダー４内に周知の方式でピストン２が配設され、シリンダー壁３のシリンダー走行表面７に沿って往復動可能になされている。ピストン２、シリンダー壁３、およびシリンダー・カバー８が、シリンダー４の燃焼室５を画定する。排気ガスを排出するための排気弁９と燃料を噴射するための噴射弁１０がシリンダー・カバー８の中に備えられている。本発明による複数のピストンリングのピストンリング一式１がピストン２に備えられ、わかり易くするために、図１にはピストンリングは２個だけ、すなわち第１ピストンリングＫ１と第２ピストンリングＫ２だけが図示されている。燃焼室の最も近くに配置されているピストンリングＫ１はしばしばトップリングとも呼ばれ、ピストンリング溝Ｎ１の中に備えられているが、第２ピストンリングＫ２は、図面によれば第１ピストンリングＫ１の下方のピストンリング溝Ｎ２の中に配置されている。
【００４０】
第２ピストンリングＫ２をこの適用の状況内で述べるときには、このピストンリングＫ２は自動的に、第１ピストンリングＫ１に最も近くに配置されたものではないことは言うまでもない。むしろ、１つまたはそれ以上のピストンリングが第１ピストンリングＫ１と第２ピストンリングＫ２の間に配置されて、この結果、特定の場合に第２ピストンリングＫ２がピストンリング一式の最低ピストンリング、言い換えれば第１ピストンリングＫ１から最も離れて配置されたピストンリングにもなることができるのは、ある一定の場合には完全に可能である。
【００４１】
図１に図示する特定の実施例では、第１ピストンリングＫ１と第２ピストンリングＫ２は、それ自体周知の方法で鋳造材料から形成され、第１ピストンリングＫ１のみならず第２ピストンリングＫ２も摩耗保護被覆６を備え、この摩耗保護被覆は凸形状形態に設計され、したがってシリンダー走行表面７に向かう方向に凸形状に延びている。２ストローク大型ディーゼルエンジンの運転状態では、ピストンリングＫ１、Ｋ２の摩耗保護被覆６はシリンダー４のシリンダー走行表面７と摩擦接触状態にある。
【００４２】
図２にはピストンリング一式１の特定の実施例が示されており、この場合、ピストン２とシリンダー４の図示はわかり易くするために省かれている。
【００４３】
燃焼室５の最も近くに配置された第１ピストンリングＫ１が図示され、ピストンリングＫ１、Ｋ２、Ｋ３に対する燃焼室５の位置は、参照番号５を付けた矢印によって指示されている。第１ピストンリングＫ１と第２ピストンリングＫ２は、それ自体周知の鋳造材料からなる高さＨと幅Ｂの２つの実質的に同一のピストンリング半製品１１またはピストンリング体１１から作られる。第１ピストンリングＫ１と第２ピストンリングＫ２は両方ともそれぞれ、第１走行面Ｌ１の上と第２走行面Ｌ２の上にそれぞれ摩耗保護被覆６を備え、第１ピストンリングＫ１の摩耗保護被覆６は厚さＳ１を有し、第２ピストンリングＫ２の摩耗保護被覆６は厚さＳ２を有する。この配置では、ピストンリングＫ１、Ｋ２のピストンリング体１１の幅Ｂは、摩耗保護被覆６の厚さＳ１、Ｓ２と比較して大きい。ピストンリング体１１の幅Ｂは例えば２５ｍｍにすることができるが、第１ピストンリングＫ１の摩耗保護層６の厚さＳ１は３５０μｍであり、第２ピストンリングＫ２の摩耗保護層６の厚さＳ２は僅か７５μｍにすることができる。図２に示す実施例では、第１ピストンリングＫ１の第１走行面Ｌ１と第２ピストンリングＫ２の第２走行面Ｌ２は、図２には図示されていないシリンダー走行表面７に向かう方向に、燃焼室５に背く方向にピストンリングの中央平面に対して凸形状非対称に設計される。
【００４４】
幅Ｂを有するピストンリングＫ１、Ｋ２、Ｋ３の凸形状形態に設計された摩耗保護被覆６の３つの特定の実施例を、図３ａ、図３ｂ、図３ｃに示す。摩耗保護被覆を備えず全体として耐摩耗性材料で構成されているピストンリング自体はもちろん、図示例にしたがって、その走行表面の上に設計できることは理解されよう。
【００４５】
ピストン走行面Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の凸形状非対称実施例を、それぞれ図３ａと図３ｂに示す。図３ａによる実施例は走行面Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の実施例を示し、この実施例は、中央平面Ｉ−Ｉに対して図示されていないシリンダー走行表面７の方向に、および燃焼室５に背く方向に凸形状非対称である。対照的に、図３ｂでは、中央平面Ｉ−Ｉに対して図示されていないシリンダー走行表面７に向かう方向に、および燃焼空間５に向かう方向に凸形状非対称である走行面Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の実施例が示されている。
【００４６】
最終的に図３ｃは、図示されていないシリンダー走行表面７に向かう方向に走行面Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の対称的実施例が中央平面Ｉ−Ｉに対して示されている、実際問題として特に重要な実施例を示す。この実施例が、第２ピストンリングＫ２および／または第３ピストンリングＫ２および／またはさらに別のピストンリングの走行面Ｌ２、Ｌ３に適格であることは好ましい。
【００４７】
最後に、図４に、実際問題として特に重要な本発明によるピストンリング一式のさらに別の実施例を部分的に断面で概略的に図示する。
【００４８】
図４に示すピストン２は少なくとも３個のピストンリング溝Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を有し、これらはそれぞれ第１ピストンリングＫ１、第２ピストンリングＫ２、および第３ピストンリングＫ３を受け入れる。ちなみに運転中は、ピストンリングＫ１、Ｋ２、Ｋ３の走行面Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、図４に単に示されているシリンダー４のシリンダー壁３のシリンダー走行表面７と摩擦接触状態にある。
【００４９】
第１ピストンリングＫ１、換言すれば燃焼室５の最も近くに配置されたピストンリングは、本実施例においてはピストンリングＫ１に直接隣接する、また図面ではＫ１の下方にあるピストンリングＫ２と全く同じ方式で、摩耗保護層６を備えている。第１ピストンリングＫ１および第２ピストンリングＫ２よりもかなり小さな負荷を受ける第３ピストンリングＫ３は、その配置によってピストンリング溝Ｎ３の中にあり、それ自体周知のなじみ運転層を有し、したがってこの層は第３ピストンリングＫ３の走行面Ｌ３を形成する。
【００５０】
この配置では、第１ピストンリングＫ１は、走行面Ｌ１において凸形状非対称に形成され、とりわけ、それ自体周知の方式で油かき取りリングとしての機能を果す。第２ピストンリングＫ２は対照的に、すなわち中央平面Ｉ−Ｉに対して凸形状対称形状に形成され、ピストンリングＫ２の走行面Ｌ２は対称的に形成され、この手段によって、ピストンリング一式１の領域における油膜の特に有利で一様な分布が達成可能であり、こうして特にピストンリングＫ１の理想的な潤滑が保証される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明によるピストンリング一式を備えた２ストローク大型ディーゼルエンジンのシリンダーを示す図である。
【図２】本発明によるピストンリング一式の一実施例を示す図である。
【図３Ａ】凸形状非対称走行面を有するピストンリングを示す図である。
【図３Ｂ】図３ａによる更に別の実施例を示す図である。
【図３Ｃ】凸形状対称走行面を有するピストンリングを示す図である。
【図４】本発明によるピストンリング一式の別の実施例を示す図である。
【図１】
2007077988.tif 000003
【図２】
2007077988.tif 000004
【図３Ａ】
2007077988.tif 000005
【図３Ｂ】
2007077988.tif 000006
【図３Ｃ】
2007077988.tif 000007
【図４】
2007077988.tif 000008