CN105934613B - 刮油活塞环和用于制造刮油活塞环的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种刮油活塞环，其含有基体(1)，该基体具有设有工作环岸(20，21)的工作面区域(2)、内周面(3)、上侧壁和下侧壁(4)以及在各工作环岸之间延伸直到内周面为止的排油孔/排油缝(12)，其中，a)基体具有在1.2mm至≤2.5mm之间的结构高度(a)，b)各个工作环岸的宽度(b)在外周面的区域中在0.10mm至0.35mm之间，c)在工作环岸的区域中设置有环绕的槽(8，9)，这些槽设有耐磨涂层(10，11，18)，d)各个槽在各个工作环岸的区域中局部地如下延伸，即，在上侧壁以及下侧壁的区域中具有宽度(c)在0.04mm至0.25mm之间的未涂层的区段，e)各个工作环岸的所述未涂层的区段在到各个侧壁中的进入区域中构造成直角的并且具有尖锐的边棱(22，23)，f)设置在工作环岸的区域中的槽的深度(d)在0.005mm至0.10mm之间，g)各个工作环岸的高度(e)在0.15mm至0.70mm之间。

Description

刮油活塞环和用于制造刮油活塞环的方法
技术领域
本发明涉及一种刮油活塞环，其含有基体，该基体具有设有工作环岸的工作面区域、内周面、上侧壁和下侧壁以及在工作环岸之间延伸直到内周面的排油孔/排油缝。
背景技术
US 3,435,502公开了这种类型的刮油活塞环。大量的活塞环坯件夹紧在一个芯棒上并且借助成型磨具对其进行加工。为构成组的活塞环的外部轮廓设置耐磨涂层。接着对活塞环组的外周面进行柱状加工。最后借助成型切入式工具(Profileinstechwerkzeug)将所期望的轮廓设置到各个活塞环中。由此构成各个工作环岸，这些工作环岸含有填充有耐磨材料的槽，而工作面环岸(Laufflaechensteg)的其余区域则至少局部是未涂层的。
DE 10 2010 048 079B2公开了一种用于制造轴向高度≤2mm的活塞环的方法，该活塞环如下地具有设有至少一个环岸的径向外侧工作面、径向内周面以及在其间延伸的上侧面和下侧面，即，为相应的环岸设置径向向外锥状变细的轮廓，然后为工作面连同相应锥状环岸的环岸侧壁设置至少一层耐磨涂层，并且接着使仅相应环岸的环岸侧壁的构成刮油边棱的、朝向曲轴箱的侧壁侧的磨损层经受至少局部的材料去除，其中，工作面的保留在经加工的相应环岸侧壁之外的表面部分包括相应的环岸不经受加工。
在DE 10 2012 010 753A1中描述了一种用于制造轴向结构高度≤2.0mm的刮油活塞环的方法，该刮油活塞环含有两个间隔开距离的径向外侧的工作面环岸、一个内周面以及上侧壁区域和下侧壁区域，其中，至少在工作面环岸上安置有耐磨敷层，其中，由铸造材料构成的基体如此地设置有工作面轮廓，即，在工作面环岸的给定的轴向间距的情况下如下地制作一道宽度和深度可事先给定的槽，即，彼此对置的工作环岸侧壁相对上侧壁区域和下侧壁区域基本上平行地延伸，在工作面环岸上沉积以铬或由铬构成的合金为基础的耐磨敷层，并且通过成型磨削来制成工作面环岸的最终轮廓，其中，仅仅对工作面环岸的边棱区域进行机械加工并且最终在槽底的区域中设置排放眼。
发明内容
本发明的目的是：提出一种刮油活塞环，该刮油活塞环具有小的轴向结构高度(优选≤2.5mm)，其工作面环岸至少局部设置有磨损保护，并且该刮油活塞环适合于芯棒生产。
另外，应该提供一种用于制造这样的刮油活塞环的方法，利用该方法可以通过简单的方式最后对活塞环坯件的至少工作面的区域进行加工。
一种刮油活塞环含有：基体，该基体具有设有工作环岸的工作面区域；内周面；上侧壁和下侧壁以及在各工作环岸之间延伸直到内周面为止的排油孔/排油缝，在这种刮油活塞环中，所述目的通过下列特征得以实现：
a)基体具有在1.2mm至≤2.5mm之间的结构高度，
b)各个工作环岸的宽度在外周面的区域中在0.10mm至0.35mm之间，
c)在工作环岸的区域中设置有环绕的槽，这些槽设有耐磨涂层，
d)槽在各个工作环岸的区域中局部地延伸，使得在上侧壁以及下侧壁的区域中具有宽度在0.04与0.25mm之间的未涂层的区段，
e)各个工作环岸的未涂层的区段在到各个侧壁中的进入区域中构造成直角的并且具有尖锐的边棱，
f)设置在工作环岸的区域中的槽的深度在0.005mm至0.10mm之间，
g)各个工作环岸的高度(e)在0.15mm至0.70mm之间。
根据本发明的刮油活塞环的优选设计方案含有下列参数：
a)基体具有在1.2mm至≤2.0mm之间的结构高度，
b)各个工作环岸的宽度在外周面的区域中在0.10mm至0.25mm之间，
c)在工作环岸的区域中设置有环绕的槽，这些槽设有耐磨涂层，
d)槽在各个工作环岸的区域中局部地延伸，使得在上侧壁以及下侧壁的区域中具有宽度在0.04mm至0.15mm之间的未涂层的区段，
e)各个工作环岸的未涂层的区段在到各个侧壁中的进入区域中构造成直角的并且具有尖锐的边棱，
f)设置在工作环岸的区域中的槽的深度在0.005mm至0.06mm之间，
g)各个工作环岸的高度(e)在0.15mm至0.50mm之间。
从附属的具体的从属权利要求中可以获得本发明主题的有益的改进方案。
这个目的还通过用于通过如下方式制造刮油活塞环的方法得以实现：
-将多个活塞环坯件夹紧在一个圆芯棒上，
-测量在各个活塞环坯件之间的分界缝在整个芯棒长度上的精确位置，
-如下地将活塞环坯件的外周面成型，即，在相邻活塞环坯件的过渡区域中产生拱起，
-在拱起以外实施对外周面的柱状加工，
-至少为构成组的活塞环坯件的外周面设置耐磨涂层，
-其中，拱起至少局部地由涂层再构造，
-使得经涂层的活塞环坯件的外周面经受柱状加工，
-其中，如下程度地去除耐磨涂层，使得在各个活塞环坯件之间的过渡区域中不再存在耐磨涂层，
-制作活塞环坯件的用于产生油保留量的所期望的外轮廓，
-接着将活塞环坯件分离并输送到它们的继续加工处。
从附属的涉及方法的从属权利要求中可以获得根据本发明的方法的有益的改进方案。
根据本发明的刮油活塞环的基体优选由灰口铸铁材料构成。为了生产基体，作为替换方案也可考虑钢丝或铸钢。环是绝对对称的。环岸一方面相对各个侧壁构造成尖棱的并且另一方面沿着油保留量的方向构造成尖棱的。在相同的圆芯棒上生产根据本发明的活塞环的工作面区域中的粗制型材以及成品型材。这在需要时允许例如仅仅0.15mm的环岸高度。
在对外轮廓加工完毕之后，将芯棒打开。接着在基体的各个工作面区域中设置排放眼/排放缝，并且然后设置用于收纳特别是构造成软管弹簧环的弹性元件的内轮廓。
耐磨涂层可以有益地以铬或由铬构成的合金为基础制成。自然同样可考虑以PVD(物理气相沉积)、DLC(类金刚石)为基础的或作为喷射层的替换涂层。
在坯件上有益地涂敷具有＜0.10mm的层厚度的耐磨层，在柱状加工过程中将该耐磨层去除到≤0.05mm的层厚度。
附图说明
借助附图中的实施例示出发明主题并如下地加以说明。
图1为根据本发明的刮油活塞环的略图；
图2a至2e为用于生产图1所示的根据本发明的刮油活塞环的方法途径(Verfahrensweg)的略图。
具体实施方式
图1示出的是根据本发明的刮油活塞环，给该刮油活塞环例如在权利要求1列举的参数中现在配属具体的数值。
根据本发明的刮油活塞环在这个实例中含有由灰口铸铁构成的基体1。该基体1具有工作面区域2、内周面3、上侧壁和下侧壁4以及一道设置在内周面3的区域中的槽5。该槽5设置用于收纳未示出的、特别是构造成软管弹簧的弹性元件。
工作面区域2在这个实例中含有两个工作环岸6、7。本实例示出加工完毕的基体1，该基体在这个实例中在工作环岸6、7的区域中具有槽8、9，该槽填充有耐磨材料例如铬10、11。如下示出在权利要求1中列出的各个参数的范围：
在这个实例中构造成眼的排放孔12在工作面区域2与内周面2之间延伸。
图2a至2e示出的是根据本发明的加工步骤。
图2a示出的是多个构成组的活塞环坯件13，这些活塞环坯件夹紧在一个仅仅勾勒出的圆芯棒14上。在第一步骤中确定在相邻的活塞环坯件13之间的分界缝15的精确的位置(↓)。接着对所述构成组的活塞环坯件的外周面16如下地进行加工，即，在分界缝15的区域中构成径向凸起的拱起17。对外周面16的剩余的周面区域进行柱状加工。
图2b示出的是：为所述构成组的活塞环坯件13的外周面16设置耐磨涂层18例如铬层。作为替换方案，也可考虑PVD层，CVD层(化学气相沉积涂层)，DLC层或喷射层。在这种情况下，拱起17由涂层18再构造。在这个实例中涂层18的层厚应该为0.10mm。
从图2c中可以看出，通过柱状加工将涂层18连同拱起17磨掉，其中，涂层的层厚度剩下约0.05mm。在这种情况下，拱起17是未涂层的、就是说一直去除到基本材料为止。
图2d示出的加工步骤表示：通过未进一步示出的加工工具将一个轮廓19设置到所述构成组的活塞环坯件13的经过涂层的外周面16中，从而构成两个工作环岸20、21。工作环岸20、21现在仅仅依然含有图1示出的设有涂层18的槽9、10。
图2e示出的是在外周面16的区域中加工完毕的基体1。该基体在从各个工作环岸20、21到附属的侧壁4中的过渡区域中具有未涂层的尖锐的边棱22、23。同样在剩下的涂层18到倾斜延伸的侧壁区段26、27中的过渡区域中构成尖锐的边棱24、25。
在将活塞环坯件13分离之后，在后续工序中还加入图1示出的排油孔/排油缝12和用于收纳弹性元件的槽5。

Claims (11)

1.刮油活塞环，其含有基体(1)，该基体具有设有工作环岸(20，21)的工作面区域(2)、内周面(3)、上侧壁和下侧壁(4)以及在各工作环岸(20，21)之间延伸直到内周面(3)为止的排油孔/排油缝(12)，
其特征在于：该刮油活塞环具有下列特征：
a)基体(1)具有在1.2mm至≤2.5mm之间的结构高度(a)，
b)各个工作环岸(20，21)的宽度(b)在外周面的区域中在0.10mm至0.35mm之间，
c)在各工作环岸(20，21)的区域中设置有环绕的槽(8，9)，这些槽设有耐磨涂层(10，11，18)，
d)各个槽(8，9)在各个工作环岸(20，21)的区域中局部地如下延伸，即，在上侧壁以及下侧壁(4)的区域中产生宽度(c)在0.04mm至0.25mm之间的未涂层的区段，
e)各个工作环岸(20，21)的所述未涂层的区段在到上侧壁和下侧壁(4)中的进入区域中构造成直角的并且具有尖锐的边棱(22，23)，
f)设置在各工作环岸(20，21)的区域中的槽(8，9)的深度(d)在0.005mm至0.10mm之间，
g)各个工作环岸(20，21)的高度(e)在0.15mm至0.70mm之间，
其中，所述活塞环是成组地加工而成的。
2.如权利要求1所述的刮油活塞环，其特征在于：所述刮油活塞环具有下列特征：
a)基体(1)具有在1.2mm至≤2.0mm之间的结构高度(a)，
b)各个工作环岸(20，21)的宽度(b)在外周面的区域中在0.10mm至0.25mm之间，
c)在各工作环岸(20，21)的区域中设置有环绕的槽(8，9)，这些槽设有耐磨涂层(10，11，18)，
d)各个槽(8，9)在各个工作环岸(20，21)的区域中局部地如下延伸，即，在上侧壁以及下侧壁(4)的区域中产生宽度(c)在0.04mm至0.15mm之间的未涂层的区段，
e)各个工作环岸(20，21)的所述未涂层的区段在到上侧壁和下侧壁(4)中的进入区域中构造成直角的并且具有尖锐的边棱(22，23)，
f)设置在各工作环岸(20，21)的区域中的槽(8，9)的深度(d)在0.005mm至0.06mm之间，
g)各个工作环岸(20，21)的高度(e)在0.15mm至0.50mm之间。
3.如权利要求1或2所述的刮油活塞环，其特征在于：基体(1)由灰口铸铁或钢构成。
4.如权利要求1或2所述的刮油活塞环，其特征在于：耐磨涂层(10，11，18)以铬为基础制成。
5.如权利要求1或2所述的刮油活塞环，其特征在于：耐磨涂层(10，11，18)是PVD层、DLC层或喷射层。
6.如权利要求1或2所述的刮油活塞环，其特征在于：设置在各工作环岸(20，21)之间的排油孔/排油缝(12)具有在0.4mm至1.0mm之间的直径/宽度。
7.如权利要求1或2所述的刮油活塞环，其特征在于：耐磨涂层(18)到设置在排油孔侧的侧壁区段(26，27)中的过渡区域构造成尖棱的。
8.用于通过如下方式制造如权利要求1至7之任一项所述的刮油活塞环的方法：
-将多个活塞环坯件(13)夹紧在一个圆芯棒(14)上，
-测量在各个活塞环坯件(13)之间的分界缝(15)在整个圆芯棒长度上的精确位置，
-如下地将活塞环坯件(13)的外周面(16)成型，即，在相邻的活塞环坯件(13)的过渡区域中产生拱起(17)，
-其中，在拱起(17)以外实施对外周面(16)的柱状加工，
-至少为构成组的活塞环坯件(13)的外周面(16)设置耐磨涂层(18)，
-其中，拱起(17)至少局部地由耐磨涂层(18)再构造，
-使得经涂层的活塞环坯件(13)的外周面(16)经受柱状加工，
-其中，去除耐磨涂层(18)，使得在各个活塞环坯件(13)之间的过渡区域中不再存在耐磨涂层(18)，
-制作活塞环坯件(13)的用于产生油保留量的所期望的外部轮廓，
-接着将活塞环坯件(13)分离并将其输送到它们的继续加工处。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：以铬为基础制作耐磨涂层(18)。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于：在涂层过程中制作＜0.10mm的层厚度，在柱状加工过程中将该层厚度去除到≤0.05mm的厚度。
11.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于：在同一个圆芯棒(14)上实施全部加工步骤。
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