DE1013610B

DE1013610B - Verfahren zum Herstellen von Kolbenringen

Info

Publication number: DE1013610B
Application number: DEG18272A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Glaser
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1955-10-28
Filing date: 1955-10-28
Publication date: 1957-08-14

Description

Verfahren zum Herstellen von Kolbenringen Gegenstand des Hauptpatents 1001068 ist ein Kolbenring mit einem in einer gerundeten Nut des Kolbens liegenden Innenteil von kreisförmigem Querschnitt und einem sich etwa tangential nach außen an diesen anschließenden, gegen die mittlere Ringebene geneigten Stegring. Im Ruhezustand des eingebauten Ringes ragt der Stegring um einen gewissen Betrag über den Kolbenumfang vor, ohne jedoch dicht an der Innenwand des den Kolben aufnehmenden Zylinders anzuliegen. Die Abdichtung zwischen Kolben, Kolbenring und Zylinderwand wird im Betrieb dadurch bewirkt, daß unter dem Einfluß des Verbrennungsvorgangs der Ring in seiner Ebene verdreht und dadurch mit seinem äußeren Stegring an der Zylinderwand in dichtende Anlage gebracht wird. Ein solcher Ring soll im Gegensatz zu den bisher üblichen Kolbenringen, die unter der Wirkung der Eigenspannung an der Zylinderwand anliegen müssen, der Eigenart seiner Wirkungsweise entsprechend, also im Ruhezustand, spannungslos sein. Der Umstand, daß der neue Ring in radialer Richtung keinen Spanndruck auszuüben braucht, erlaubt es, ihn nicht nur, wie die bisher gebräuchlichen Ringe aus Stahl, sondern auch aus anderen kalt oder warm verformbaren Werkstoffen, wie z. B. Aluminium, Kupferlegierungen, Sinterwerkstoffen oder auch aus Kunstharz, herzustellen.
Durch die Erfindung soll eine einfache Herstellung jener den Gegenstand des Hauptpatents bildenden Kolbenringe ermöglicht werden, und zwar soll dies erfindungsgemäß durch Walzen eines stabförmigen Ausgangswerkstücks von einfach geformtem Querschnitt in kaltem oder warmem Zustand geschehen. Hierbei soll mittels Profilwalzen dem Ausgangswerkstück nicht nur das dem fertigen Ring zugedachte Profil verliehen, sondern zugleich eine konkave Krümmung nach derjenigen Seite hin mitgeteilt werden, an der es kreisförmigen Querschnitt besitzt.
Hierzu ist erfindungsgemäß der Querschnitt des stabförmigen Ausgangswerkstücks so gewählt, daß beim Walzen der Stegseite eine stärkere Werkstofflängung eintritt als beim Walzen des kreisförmigen Ouerschnittsteils. Im Steg ist demnach eine für die Längung notwendige Werkstoffreserve vorhanden, die verhindert, daß der Steg zum Bilden der Ringform nicht übermäßig verdünnt werden muß. Außerdem könnte ein zu starkes Strecken des verhältnismäßig dünnwandigen Stegringteiles einerseits Profiländerungen hervorrufen und andererseits zum Einreißen des Stegringes führen. Hierdurch würde der Ring unbrauchbar werden. Hieraus folgt, daß sich beim querschnittsprofilierenden Auswalzen des Vorwerkstücks bereits eine Ringform einstellt, wodurch das Biegen des gewalzten Vorwerkstücks in die fertige Ringform nur eine unerhebliche zusätzliche und damit gefahrlose Streckung des Stegs bedeutet.
Durch entsprechende Auswahl des Querschnitts des Ausgangswerkstücks kann sogar erreicht werden, daß dieses beim querschnittsprofilierenden Walzen die Krümmung des fertigen Kolbenringes annimmt. Auch kann, insbesondere bei kleinen, also besonders stark gekrümmten Ringen, die beim Walzen entstehende Krümmung dadurch verstärkt werden, daß das Ausgangswerkstück zwischen Walzen mit sich schneidenden und sich gegen die Stegseite des Profils hin öffnenden Walzen verformt wird. Da derartige Walzen an der Stegseite des Kalibers eine höhere Umfangsgeschwindigkeit besitzen als an der Seite, an der sie den kreisförmigen Kaliberteil bilden, erfährt der Werkstoff an der Stegseite eine stärkere Streckung als an der im Querschnitt kreisförmigen Seite.
So ergibt z. B. das Auswalzen eines Werkstücks, dessen Querschnitt die Form eines liegenden Trapezes hat, je nachdem ob dessen kleinere oder dessen größere Grundseite an der Stegseite in das Kaliber einläuft, eine geringere oder stärkere Krümmung des austretenden Werkstücks. Dagegen bewirkt die Verwendung eines quadratischen, mit zwei gegenüberliegenden Seiten parallel zum Walzenspalt ausgerichteten Profilstabes eine mittlere Krümmung.
Um eine besonders wirtschaftliche Fertigung der Kolbenringe zu erreichen, empfiehlt es sich ferner, unter Ausnutzung der sich beim Walzen ergebenden Krümmung das Ausgangswerkstück zu einer Schnecke vom Durchmesser des fertigen Kolbenringes umzuformen, von der einzelne Windungen, d. h. einzelne Ringe, abgetrennt werden können, die, falls erforderlich, noch zu ebenen Ringen ausgerichtet werden.
An Hand der Fig. 1 bis 5 der Zeichnung wird nun die Erfindung erläutert. Es zeigt: Fig. 1 in einem Axialschnitt ein Walzenpaar, bestehend aus den Verformungswalzen 1 und 2, die ein der gewünschten Form des Ringquerschnitts entsprechendes Kaliber einschließen und ein innerhalb des Kalibers liegendes Werkstück 3.
Fig. 2 das Walzenpaar 1, 2 in Draufsicht. Die Fig. 2 zeigt weiter, wie ein stabförmiges Ausgangswerkstück, dessen Querschnitt 4 die Form eines liegenden Trapezes mit rechts liegender größerer Grundfläche besitzt, bewirkt, daß infolge der an der rechten Seite des Werkstücks erfolgenden stärkeren Streckung dieses mit einer nach links verlaufenden Krümmung aus den Verformungswalzen 1, 2 austritt. Das fertig verformte Werkstück 5 besitzt also eine Krümmung mit dem Radius R5.
Fig.3 die Zuführung eines stabförmigen Werkstücks mit quadratischem Querschnitt 7 zu dem Walzenpaar 1, 2. Da hier an der Stegseite des zu erzeugenden Ringes im Vergleich mit dem Querschnitt 4 (Fig. 2) am Ausgangswerkstück mehr Werkstoff vorhanden ist, der zwischen den Walzen 1, 2 verdrängt werden muß, wird sich hinter den Walzen ein Werkstück 6 mit gegenüber dem Radius R 5 kleinerem Radius R 6 ergeben.
Fig. 4 ein weiteres Beispiel. In diesem besitzt das Ausgangswerkstück wiederum trapezförmigen Querschnitt 9, der sich von der Ouerschnittsform 4 jedoch dadurch unterscheidet, daß die größere Trapezgrundfläche an der Stegseite und die kleinere Trapezgrundfläche an der kreisförmigen Seite des zu erzeugenden Ringes liegt. Bei Verformung eines Stabes mit den Profilen 9 wird also gegenüber den zuvor beschriebenen Beispielen die Streckung an der Stegseite im Vergleich zu der an der im Querschnitt kreisförmigen Ringseite am stärksten sein, so daß sich ein gekrümmtes Werkstück 8 mit dem Radius R8 ergeben wird.
Fig. 5 ein Walzenpaar mit den profilierten Walzen 10 und 11, deren Achsen so gegeneinander geneigt sind, daß sie sich nach der Profilseite mit kreisförmigem Querschnitt zueinander nähern. Dadurch, daß hier die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 10, 11 an der Stegseite des Werkstücks 3 größer ist als dort, wo dieses kreisförmigen Querschnitt besitzt, wird gleichfalls eine Krümmung des austretenden Werkstücks nach der Seite mit kreisförmigem Querschnitt hin bewirkt.
Die in den Fig. 1 und 5 gezeigten Walzenpaare können je nach der Stärke der zu bewirkenden Verformung die einzigen dieser Verformung dienenden Walzenpaare, aber auch die letzten von mehreren hintereinandergeschalteten Walzenpaaren mit allmählich sich der endgültigen Querschnittsform des Werkstücks annähernden Kaliberöffnungen sein.
Da die hier beanspruchten Maßnahmen dem Grundsatz nach beispielsweise beim Herstellen von Förderwendeln, Unterlegscheiben usw. bekannt sind, ist für die Gegenstände der Patentansprüche 1 bis 5 kein selbständiger, sondern nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptpatents Schutz begehrt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Herstellen von Kolbenringen mit aus einem im Querschnitt kreisförmigen Innenteil und einem sich an diesen etwa tangential nach außen anschließenden, gegen die mittlere Ringebene geneigten Stegring nach Patent 1001 068, dadurch gekennzeichnet, daß von einem stabförmigen Werkstück ausgegangen wird, dessen Ouerschnittsprofil an der Seite des auszuwalzenden Stegs relativ mehr Werkstoff enthält als an der Seite des auszuwalzenden Ringteils mit kreisförmigem Querschnitt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförinige Ausgangswerkstück zwischen Walzen verformt wird, deren Achsen sich von der Stegseite zu der Seite mit kreisförmigem Profil hin nähern.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Ausgangswerkstück vorhandene Werkstofüberschuß an der Seite des herzustellenden Stegs so groß ist, daß das Werkstück infolge seiner nach der Stegseite hin zunehmenden stärkeren Längung bereits beim Walzen die Krümmung des fertigen Kolbenrings annimmt.
4. Verfahren nach den Ari-,prüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus den Walzen austretende ringförmige Werkstück zu einer `Vendel aufgewickelt wird, von der die einzelnen Ringe abgetrennt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch Bekenn-, zeichnet, daß die von der Wendel abgetrennten Ringe eben ausgerichtet werden. In Betracht gezogene Druckschriften.: Deutsche Patentschriften Nr. 836 636, 608 959, 562 621, 451529, 106 632, 87 681; französische Patentschrift Nr. 992 363; britische Patentschrift Nr. 736 838; USA.-Patentschrift Nr. 499 713. Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 947 696.