DE102006003480B3 - Piston ring for diesel engine, has lower flank provided with nitride layer, where trapezoidal area of upper flank is formed nitration layer-free and defined depredation is produced in operating condition - Google Patents

Piston ring for diesel engine, has lower flank provided with nitride layer, where trapezoidal area of upper flank is formed nitration layer-free and defined depredation is produced in operating condition Download PDF

Info

Publication number
DE102006003480B3
DE102006003480B3 DE200610003480 DE102006003480A DE102006003480B3 DE 102006003480 B3 DE102006003480 B3 DE 102006003480B3 DE 200610003480 DE200610003480 DE 200610003480 DE 102006003480 A DE102006003480 A DE 102006003480A DE 102006003480 B3 DE102006003480 B3 DE 102006003480B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston ring
tread
flank
layer
upper flank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE200610003480
Other languages
German (de)
Inventor
Markus Kellner
Klaus Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Federal Mogul Burscheid GmbH
Original Assignee
Federal Mogul Burscheid GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Federal Mogul Burscheid GmbH filed Critical Federal Mogul Burscheid GmbH
Priority to DE200610003480 priority Critical patent/DE102006003480B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102006003480B3 publication Critical patent/DE102006003480B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/04—Treatment of selected surface areas, e.g. using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80—After-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

The piston ring has a lower flank (2) provided with nitride layer (5). The trapezoidal area (1'') of upper flank (1) is formed nitration layer-free. A defined depredation is produced in operating condition by adjustment of nitride layer thickness. The piston ring has a bearing surface (3) and an internal peripheral surface (4), where the upper flank trapezoidally tapers in the direction of internal peripheral surface.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenring, mit einer Lauffläche, einer oberen Flanke, einer unteren Flanke sowie einer inneren Umfangsfläche, wobei sich die obere Flanke zumindest partiell in Richtung der inneren Umfangsfläche verjüngt.The The invention relates to a piston ring, with a tread, a upper flank, a lower flank and an inner peripheral surface, wherein the upper flank tapers at least partially in the direction of the inner circumferential surface.

Mit zunehmender Leistungsdichte, sowohl im Otto- als auch im Dieselmotor, nimmt neben der Belastung durch Verschleiß der Lauffläche auch die Beanspruchung durch Flankenverschleiß zu. Die Belastung tritt hier in besonderem Maß an der Unterflanke des Kolbenringes auf. Gleichzeitig kommt es vor allem beim Dieselmotor durch Ablagerungen (Ölkohle) an der Oberflanke zu Funktionsstörungen im Anlageverhalten des Ringes.With increasing power density, both in petrol and diesel engines, takes on the burden of wear of the tread as well the stress due to flank wear too. The burden occurs here in particular the lower edge of the piston ring. At the same time it comes first and foremost in the diesel engine due to deposits (carbon) on the upper flank too dysfunction in the investment behavior of the ring.

Der DE 199 40 022 C2 ist eine Kolbenringkombination für einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung zu entnehmen, mit einem ersten Kolbenring und einem zweiten Kolbenring, wobei der erste Kolbenring aus einem korrosionsfreien Martensitstahl hergestellt ist, der zweite Kolbenring aus einem Stahl besteht und beide Kolbenringe zumindest an ihrer Gleitfläche eine durch Nitrieren gehärtete Oberflächenschicht aufweisen. Bevorzugt wird der jeweilige Kolbenring mit einer, sämtliche Flächenbereiche erfassenden Nitrierschicht versehen. Der oberste Kolbenring kann hierbei mit einer einseitig trapezförmig ausgebildeten oberen Flanke vorgesehen werden.Of the DE 199 40 022 C2 is a piston ring combination for a direct injection diesel engine, with a first piston ring and a second piston ring, wherein the first piston ring is made of a corrosion-resistant martensite steel, the second piston ring made of a steel and both piston rings at least on its sliding surface hardened by nitriding surface layer exhibit. Preferably, the respective piston ring is provided with a, all surface areas detected nitriding. The uppermost piston ring can in this case be provided with a one-sided trapezoidal upper flank.

Aus der DE 10 2004 028 487 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung verschleissfester Flanken für einen Trapezring zu entnehmen. Die Flanken der Ringe werden mechanisch bearbeitet und nitriert, ein Vertwisten des Ringes ist nicht vorgesehen.From the DE 10 2004 028 487 A1 is a process for producing wear-resistant flanks for a trapezoidal ring. The flanks of the rings are mechanically processed and nitrided, a Vertwisten the ring is not provided.

Bei einem Kolbenring gemäß DE 103 14 034 A1 wird ein Vertwisten des Ringes durch eine Fase oder sonstiger Querschnittsstörung im Bereich der Flanken hervorgerufen.In a piston ring according to DE 103 14 034 A1 Vertwisten the ring is caused by a chamfer or other cross-sectional disturbance in the region of the flanks.

Aus der EP 1 460 318 A1 ist ein Beschichtungmaterial zu entnehmen welches den Flankenverschleiß und das sogenannte Microwelding verhindern soll. Das auf den Flanken aufgebrachte Material besteht aus einem thermoplastischen Polymer.From the EP 1 460 318 A1 is to take a coating material which is to prevent flank wear and the so-called Microwelding. The material applied to the flanks consists of a thermoplastic polymer.

Durch die DE 102 21 800 B4 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Verschleißschutzschichten an einem Stahlkolbenring mit unter anderem 17 % Chrom bekannt geworden, indem die Lauffläche in einem ersten Arbeitsschritt zumindest partiell mit einer galvanischen Schicht oder einer thermischen Spritzschicht überzogen wird, die als Laufflächenbeschichtung fungiert und anschließend in einem zweiten Arbeitsschritt zumindest die Flanken durch Plasmanitrieren mit einer Nitrierschicht versehen werden, wobei das Plasmanitrieren in Abhängigkeit von der zum Einsatz gelangenden Laufflächenbeschichtung im Temperaturbereich ≤ 450°C durchgeführt wird, um eine Härte HV 0,1 > 1400 zu erzeugen. Auch hier können alle Flächenbereiche des Kolbenringes mit einer Nitrierschicht versehen werden, und zwar mit einer Schichtdicke < 100 μm.By the DE 102 21 800 B4 is a method for producing wear protection layers on a steel piston ring with, inter alia, 17% chromium known by the tread is at least partially coated in a first step with a galvanic layer or a thermal spray coating, which acts as a tread coating and then at least in a second step the flanks are provided with a nitriding layer by plasma nitriding, the plasma nitriding being carried out in the temperature range ≦ 450 ° C., depending on the tread coating used, in order to produce a hardness HV 0.1> 1400. Again, all surface areas of the piston ring can be provided with a nitriding layer, with a layer thickness <100 microns.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einseitig zumindest partiell trapezförmig ausgebildeten Kolbenring bereitzustellen, der neben einem guten Verschleißverhalten im Bereich der Flanken sowie der Lauffläche auch im Hinblick auf den stetig steigenden Kostendruck preiswert herstellbar ist.Of the Invention is based on the object one-sided at least partially trapezoidal trained piston ring provide, in addition to a good wear behavior in the area of the flanks as well as the tread also with regard to the steadily rising cost pressure can be produced inexpensively.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die untere Flanke mit einer durch Nitrieren erzeugten Oberflächenschicht versehen ist, dass der trapezförmige Bereich der oberen Flanke nitrierschichtfrei ausgebildet ist, und dass durch Anpassung der Nitrierschichtdicke eine definierte Vertwistung im Betriebszustand erzeugt ist.These Task is solved by that the lower flank with a surface layer produced by nitriding is provided that the trapezoidal Area of the upper flank is formed nitrierschichtfrei, and that by adjusting the Nitrierschichtdicke a defined Vertwistung is generated in the operating state.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.advantageous Further developments of the subject invention are the dependent claims remove.

Infolge der auf der unteren Flanke vorgesehenen Nitrierschicht mit einer Schichtdicke zwischen 10 μm und 120 μm kann bei Nitrierschichtfreiheit des trapezförmigen Bereichs der oberen Flanke, in Abhängigkeit von der Schichtdicke der Nitrierschicht, gezielt das Vertwistungsverhalten des Kolbenringes im Betriebszustand beeinflusst werden.As a result the provided on the lower edge nitride layer with a Layer thickness between 10 μm and 120 μm can be at Nitrierschichtfreiheit the trapezoidal region of the upper Flank, depending of the layer thickness of the nitriding layer, specifically the Vertwistungsverhalten of the piston ring are influenced in the operating state.

Mit Ausnahme der zumindest partiell trapezförmig ausgebildeten oberen Flanke kann in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalles auch die Lauffläche und/oder die innere Umfangsfläche mit einer Nitrierschicht vorgebbarer Schichtdicke versehen werden.With Except the at least partially trapezoidal upper edge can depend on the respective application, the tread and / or the inner peripheral surface with a nitriding layer of predeterminable layer thickness are provided.

Bevorzugt zum Einsatz gelangen Stahlkolbenringe, deren obere Flanke mit der Trapezfläche versehen ist.Prefers used steel piston rings whose upper edge with the Trapezoid surface provided is.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß kann die Stahllauffläche, respektive die mit einer Nitrierschicht versehene Lauffläche, mit einer verschleißbeständigen Laufflächenbeschichtung versehen werden, die, abhängig vom Einsatzfall, vollflächig oder in gekammerter Ausführung auf die jeweilige Lauffläche aufgebracht wird.a Another idea of the invention according to the steel tread, respectively the tread provided with a nitriding layer, with a wear resistant tread coating that are dependent from the application, over the entire surface or in a chambered version on the respective tread is applied.

Durch die beschichtete Lauffläche ist es möglich, sich auf die individuellen Verschleißbedingungen im Bereich der Lauffläche einzustellen. Die Unterflanke wird dabei in besonderem Maße durch die Nitrierschicht gegen Flankenverschleiß geschützt. Aufgrund der generell geringeren Beanspruchung der oberen Flanke wird im trapezförmigen Bereich bewusst auf einen zusätzlichen Verschleißschutz verzichtet, wodurch die Herstellung vereinfacht wird und es somit zur angestrebten Kostenreduzierung kommt.The coated tread makes it possible to adjust to the individual wear conditions in the tread area. The lower flank is particularly protected by the nitriding against flank wear. Due to the generally lower stress of the upper flank is in trapezoid Be consciously dispenses with additional wear protection, which simplifies manufacture and thus leads to the targeted cost reduction.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Laufflächenbeschichtung zumindest teilweise bis in den Bereich der oberen Flanke geführt wird. Damit kann sich dieser Flankenabschnitt bei Vertwistung des Kolbenringes im Betriebszustand an der zugehörigen Nutflanke des Kolbens abstützen und trägt somit zu einer weiteren Verschleißreduzierung bei.Especially is advantageous if the tread coating at least partially up to the area of the upper flank is guided. This can be this flank section Vertwistung the piston ring in the operating state at the associated Support the flank of the piston and carries thus contributing to further wear reduction.

Infolge der einseitigen Trapezform im Bereich der oberen Flanke kommt es zur Selbstreinigung und -beseitigung von verbrennungsbedingten Ablagerungen an der oberen Flanke.As a result the one-sided trapezoidal shape in the area of the upper flank occurs for self-cleaning and removal of combustion-related deposits on the upper flank.

Als Laufflächenbeschichtung dient eine verschleißbeständige Beschichtung, welche zum Beispiel durch ein galvanisches, spritztechnisches oder physikalisches Beschichtungsverfahren aufgebracht wird. Der Fachmann wird in Abhängigkeit vom Anwendungsfall eine entsprechende Auswahl treffen.When Tread coating serves a wear-resistant coating, which, for example, by a galvanic, spray-technical or physical Coating process is applied. The expert becomes dependent make an appropriate selection from the application.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:Of the Subject of the invention is based on an embodiment in the drawing and is described as follows. Show it:

1 bis 6 Unterschiedliche Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Kolbenringes. 1 to 6 Different embodiments of the piston ring according to the invention.

Soweit möglich, werden gleichen Flächen auch gleiche Bezugszeichen zugeordnet.So far possible, be same areas too the same reference numerals assigned.

Der Kolbenring weist eine obere Flanke 1, eine untere Flanke 2, eine Lauffläche 3 sowie eine innere Umfangsfläche 4 auf. Der Kolbenring besteht aus Stahl und wird als Kompressionsring in einer Brennkraftmaschine, beispielsweise einem Dieselmotor, eingesetzt. Die obere Flanke 1 ist dergestalt trapezförmig ausgebildet, dass sie laufflächenseitig einen planen Bereich 1' aufweist, an welchen sich der trapezförmige Flankenbereich 1'' sich in Richtung der inneren Umfangsfläche 4 verjüngend, anschließt. Erfindungsgemäß ist die untere Flanke 2 mit einer Nitrierschicht 5 vorgebbarer Dicke, in diesem Beispiel 100 μm, versehen. Durch entsprechende Anpassung der Nitrierschichtdicke kann bewusst eine Vertwistung des Kolbenringes im Betriebszustand (Pfeil) herbeigeführt werden. Die verschiedenen, in den 1 bis 6 dargestellten Kolbenringe weisen unterschiedliche Nitrierungen auf, wobei alle Kolbenringe im Bereich der oberen Flanke 1, d.h. im trapezförmig verlaufenden Bereich 1'' ohne Nitrierschicht ausgeführt wird.The piston ring has an upper flank 1 , a lower flank 2 , a tread 3 and an inner peripheral surface 4 on. The piston ring is made of steel and is used as a compression ring in an internal combustion engine, such as a diesel engine. The upper flank 1 is trapezoidal shaped such that they tread a flat area 1' has, at which the trapezoidal flank area 1'' towards the inner peripheral surface 4 rejuvenating, connects. According to the invention, the lower edge 2 with a nitriding layer 5 predeterminable thickness, in this example, 100 microns, provided. By appropriate adaptation of the nitriding layer thickness, it is possible to deliberately induce a vertical movement of the piston ring in the operating state (arrow). The different, in the 1 to 6 Piston rings shown have different nitridations, all piston rings in the upper flank 1 , ie in the trapezoidal region 1'' is performed without nitriding.

In 1 ist die innere Umfangsfläche 4 mit einer Nitrierschicht 6 versehen. Gleiches gilt für die Lauffläche 3, die ebenfalls mit einer Nitrierschicht 7 aufweist. Auf der Nitrierschicht 7 ist eine Laufflächenbeschichtung 8 aufgebracht, die in diesem Beispiel vollflächig auf der Lauffläche 3 vorgesehen ist. Die Laufflächenbeschichtung 8 läuft in diesem Beispiel bis in den planen Bereich 1' der oberen Flanke 1 ein.In 1 is the inner peripheral surface 4 with a nitriding layer 6 Mistake. The same applies to the tread 3 also with a nitriding layer 7 having. On the nitriding layer 7 is a tread coating 8th applied, in this example, the entire surface on the tread 3 is provided. The tread coating 8th runs in this example into the planning area 1' the upper flank 1 one.

Im Gegensatz zu 1 ist die Lauffläche 3 gemäß 2 nicht nitriert. Die Stahloberfläche ist unmittelbar mit einer Laufflächenbeschichtung 8 versehen, die analog zu 1 bis in den planen Bereich 1' der oberen Flanke 1 einläuft.In contrast to 1 is the tread 3 according to 2 not nitrided. The steel surface is directly with a tread coating 8th provided analogous to 1 into the planning area 1' the upper flank 1 enters.

3 ist in ähnlicher Weise wie 1 zu sehen, wobei die Lauffläche 3 mit einer einseitigen Kammerung 9 versehen ist, im Bereich derer die Laufflächenbeschichtung 8 eingebracht ist. Der plane Bereich 1' der oberen Flanke 1 kann bedarfsweise mit einer Nitrierschicht versehen sein. 3 is in a similar way as 1 see, with the tread 3 with a one-sided chambering 9 in the area of which the tread coating 8th is introduced. The plane area 1' the upper flank 1 may be provided with a nitriding layer, if necessary.

4 entspricht im Wesentlichen 2, d.h. die Lauffläche 3 ist nicht nitriert, weist jedoch in Analogie zu 3 eine nach oben verlaufende einseitige Kammerung 9 auf, im Bereich derer die Laufflächenbeschichtung 8 eingebracht ist, die sich ebenfalls bis in den planen Bereich 1' der oberen Flanke 1 erstreckt. 4 essentially corresponds 2 ie the tread 3 is not nitrated, but indicates by analogy 3 an upward one-sided chambering 9 in the area of which the tread coating 8th is introduced, which is also in the planning area 1' the upper flank 1 extends.

5 ist ähnlich ausgestaltet wie 1 und 3. Es ist eine Nitrierschicht 7 im Bereich der Lauffläche 3 vorgesehen. Abweichend zu den 1 und 3 ist bei dieser Figur zwischen oberer Flanke 1 und unterer Flanke 2 eine beidseitige Kammerung 10 vorgesehen, in welche die Laufflächenbeschichtung 8 eingebracht ist. Bedarfsweise kann der plane Bereich 1' der oberen Flanke 1 mit einer Nitrierschicht versehen werden. 5 is similarly designed as 1 and 3 , It is a nitriding layer 7 in the tread area 3 intended. Deviating from the 1 and 3 is in this figure between the upper edge 1 and lower flank 2 a bilateral chambering 10 provided in which the tread coating 8th is introduced. If necessary, the plane area 1' the upper flank 1 be provided with a nitriding layer.

6 zeigt eine nicht nitrierte Lauffläche 3, die analog zu 5 eine beidseitige Kammerung 10 aufweist, in welche die Laufflächenbeschichtung 8 eingebracht ist. Auch hier kann der plane Bereich 1' der oberen Flanke 1 mit einer Nitrierschicht versehen werden. 6 shows a non-nitrided tread 3 , analogous to 5 a bilateral chambering 10 in which the tread coating 8th is introduced. Again, the plane area 1' the upper flank 1 be provided with a nitriding layer.

Die jeweilige Laufflächenbeschichtung 8 kann durch galvanisches, spritztechnisches oder physikalisches Beschichten erzeugt werden. Durch die nicht mit einer Nitrierschicht versehene einseitige Trapezform der oberen Flanke 1 kommt es insbesondere bei dieselmotorischem Einsatz des erfindungsgemäßen Kolbenringes zur Selbstreinigung und -beseitigung von verbrennungsbedingten Ablagerungen im Bereich der oberen Flanke 1.The respective tread coating 8th can be produced by electroplating, spraying or physical coating. Due to the unilateral trapezoidal shape of the upper flank, which is not provided with a nitriding layer 1 It comes especially in diesel engine use of the piston ring according to the invention for self-cleaning and elimination of combustion-related deposits in the upper flank 1 ,

Claims (9)

Kolbenring, mit einer Lauffläche (3), einer oberen Flanke (1), einer unteren Flanke (2) sowie einer inneren Umfangsfläche (4), wobei sich die obere Flanke (1) zumindest partiell in Richtung der inneren Umfangsfläche (4) trapezförmig verjüngt, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Flanke (2) mit einer durch Nitrieren erzeugten Oberflächenschicht (5) versehen ist, dass der trapezförmige Bereich (1'') der oberen Flanke (1) nitrierschichtfrei ausgebildet ist, und dass durch Anpassung der Nitrierschichtdicke eine definierte Vertwistung im Betriebszustand erzeugt ist.Piston ring, with a tread ( 3 ), an upper flank ( 1 ), a lower flank ( 2 ) and an inner peripheral surface ( 4 ), whereby the upper flank ( 1 ) at least partially in the direction of the inner Peripheral surface ( 4 ) Is tapered trapezoidal, characterized in that the lower flank ( 2 ) with a surface layer produced by nitriding ( 5 ), that the trapezoidal region ( 1'' ) of the upper flank ( 1 ) is formed nitrierschichtfrei, and that by adjusting the Nitrierschichtdicke a defined Vertwistung is generated in the operating state. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Oberflächenschicht (5) zwischen 10 μm und 120 μm beträgt.Piston ring according to claim 1, characterized in that the layer thickness of the surface layer ( 5 ) is between 10 μm and 120 μm. Kolbenring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass neben der unteren Flanke (2) auch die Lauffläche (3) und/oder die innere Umfangsfläche (4) mit einer Nitrierschicht (6, 7) versehen ist.Piston ring according to claim 1 or 2, characterized in that in addition to the lower edge ( 2 ) also the tread ( 3 ) and / or the inner peripheral surface ( 4 ) with a nitriding layer ( 6 . 7 ) is provided. Kolbenring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring aus Stahl besteht und als Kompressionsring, insbesondere in einem Dieselmotor, einsetzbar ist.Piston ring according to one of claims 1 to 3, characterized that the piston ring is made of steel and as a compression ring, especially in a diesel engine, can be used. Kolbenring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der nicht mit einer Nitrierschicht versehenen Lauffläche (3) eine verschleißbeständige Laufflächenbeschichtung (8) aufgebracht ist.Piston ring according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the tread not provided with a nitriding layer ( 3 ) a wear-resistant tread coating ( 8th ) is applied. Kolbenring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der mit einer Nitrierschicht (7) versehenen Lauffläche (3) eine verschleißbeständige Laufflächenbeschichtung (8) aufgebracht ist.Piston ring according to one of claims 1 to 4, characterized in that on with a nitriding layer ( 7 ) provided tread ( 3 ) a wear-resistant tread coating ( 8th ) is applied. Kolbenring nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächenbeschichtung (8) vollflächig oder in gekammerter Ausführung (9, 10) auf der Lauffläche (3) aufgebracht ist.Piston ring according to one of claims 5 to 6, characterized in that the tread coating ( 8th ) over the entire surface or in a chambered version ( 9 . 10 ) on the tread ( 3 ) is applied. Kolbenring nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächenbeschichtung (8) zumindest teilweise in die obere Flanke (1) einläuft.Piston ring according to one of claims 5 to 7, characterized in that the tread coating ( 8th ) at least partially into the upper flank ( 1 ) enters. Kolbenring nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächenbeschichtung (8) durch galvanisches, chemisches oder physikalisches Abscheiden erzeugt ist.Piston ring according to one of claims 5 to 8, characterized in that the tread coating ( 8th ) is produced by galvanic, chemical or physical deposition.
DE200610003480 2006-01-25 2006-01-25 Piston ring for diesel engine, has lower flank provided with nitride layer, where trapezoidal area of upper flank is formed nitration layer-free and defined depredation is produced in operating condition Active DE102006003480B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610003480 DE102006003480B3 (en) 2006-01-25 2006-01-25 Piston ring for diesel engine, has lower flank provided with nitride layer, where trapezoidal area of upper flank is formed nitration layer-free and defined depredation is produced in operating condition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610003480 DE102006003480B3 (en) 2006-01-25 2006-01-25 Piston ring for diesel engine, has lower flank provided with nitride layer, where trapezoidal area of upper flank is formed nitration layer-free and defined depredation is produced in operating condition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006003480B3 true DE102006003480B3 (en) 2007-07-05

Family

ID=38136051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610003480 Active DE102006003480B3 (en) 2006-01-25 2006-01-25 Piston ring for diesel engine, has lower flank provided with nitride layer, where trapezoidal area of upper flank is formed nitration layer-free and defined depredation is produced in operating condition

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006003480B3 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011014483B3 (en) * 2011-03-19 2012-05-10 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Method for producing piston rings
WO2014100871A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Mahle Metal Leve S/A A piston ring and a process for making a piston ring
DE102013200261A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-10 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Piston ring for internal combustion engines with increased fatigue strength and method for its production
WO2014113447A3 (en) * 2013-01-15 2014-12-24 Mahle International Gmbh Piston ring with localized nitrided coating
WO2016008920A1 (en) * 2014-07-16 2016-01-21 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Sliding element, in particular piston ring, and method for producing the same
US9404578B2 (en) 2012-03-16 2016-08-02 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Piston ring with chromium solid particle wear-prevention layer and corrosion-resistant flank surface
DE102016104454A1 (en) * 2016-03-11 2017-09-14 Federal-Mogul Burscheid Gmbh piston ring
DE102017007000B3 (en) 2017-07-26 2019-01-03 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Method for producing a piston ring
US11408508B2 (en) 2017-11-30 2022-08-09 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Piston ring

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421328A (en) * 1982-09-29 1983-12-20 Koppers Company, Inc. Half-keystone compression ring
GB2316089A (en) * 1996-08-03 1998-02-18 British Coal Corp Arrangement of gasifier spout tube for delivering feedstock and gasifying/fluidising medium
DE19940022C2 (en) * 1998-08-31 2003-06-12 Nippon Piston Ring Co Ltd Piston ring combination for a diesel engine with direct injection
EP1460318A1 (en) * 2003-03-21 2004-09-22 Dana Corporation Piston ring coating
DE10314034A1 (en) * 2003-03-28 2004-10-21 Federal-Mogul Burscheid Gmbh piston ring
DE10221800B4 (en) * 2002-05-15 2005-04-07 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Method of producing wear layers on jet piston rings
DE102004028487A1 (en) * 2004-06-11 2006-01-12 Mahle Gmbh Method for producing wear-resistant flanks for a trapezoidal ring for internal combustion engines

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421328A (en) * 1982-09-29 1983-12-20 Koppers Company, Inc. Half-keystone compression ring
GB2316089A (en) * 1996-08-03 1998-02-18 British Coal Corp Arrangement of gasifier spout tube for delivering feedstock and gasifying/fluidising medium
DE19940022C2 (en) * 1998-08-31 2003-06-12 Nippon Piston Ring Co Ltd Piston ring combination for a diesel engine with direct injection
DE10221800B4 (en) * 2002-05-15 2005-04-07 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Method of producing wear layers on jet piston rings
EP1460318A1 (en) * 2003-03-21 2004-09-22 Dana Corporation Piston ring coating
DE10314034A1 (en) * 2003-03-28 2004-10-21 Federal-Mogul Burscheid Gmbh piston ring
DE102004028487A1 (en) * 2004-06-11 2006-01-12 Mahle Gmbh Method for producing wear-resistant flanks for a trapezoidal ring for internal combustion engines

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9352427B2 (en) 2011-03-19 2016-05-31 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Method for producing piston rings
CN103384787A (en) * 2011-03-19 2013-11-06 辉门布尔沙伊德有限公司 Method for producing piston rings
DE102011014483B3 (en) * 2011-03-19 2012-05-10 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Method for producing piston rings
CN103384787B (en) * 2011-03-19 2015-10-14 辉门布尔沙伊德有限公司 For the manufacture of the method for piston ring
US9404578B2 (en) 2012-03-16 2016-08-02 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Piston ring with chromium solid particle wear-prevention layer and corrosion-resistant flank surface
WO2014100871A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Mahle Metal Leve S/A A piston ring and a process for making a piston ring
DE102013200261A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-10 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Piston ring for internal combustion engines with increased fatigue strength and method for its production
WO2014113447A3 (en) * 2013-01-15 2014-12-24 Mahle International Gmbh Piston ring with localized nitrided coating
US8986465B2 (en) 2013-01-15 2015-03-24 Mahle Industries Inc. Piston ring with localized nitrided coating
WO2016008920A1 (en) * 2014-07-16 2016-01-21 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Sliding element, in particular piston ring, and method for producing the same
CN106574376A (en) * 2014-07-16 2017-04-19 菲特尔莫古布尔沙伊德有限公司 Sliding element, in particular piston ring, and method for producing the same
US10697543B2 (en) 2014-07-16 2020-06-30 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Sliding element, in particular piston ring, and method for producing the same
CN106574376B (en) * 2014-07-16 2020-11-27 菲特尔莫古布尔沙伊德有限公司 Sliding element, in particular piston ring, and method for producing a sliding element
DE102016104454A1 (en) * 2016-03-11 2017-09-14 Federal-Mogul Burscheid Gmbh piston ring
DE102016104454B4 (en) * 2016-03-11 2021-05-27 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Piston ring
DE102017007000B3 (en) 2017-07-26 2019-01-03 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Method for producing a piston ring
WO2019020143A1 (en) 2017-07-26 2019-01-31 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Method for producing a piston ring
US11060609B2 (en) 2017-07-26 2021-07-13 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Method for producing a piston ring
US11408508B2 (en) 2017-11-30 2022-08-09 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Piston ring

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006003480B3 (en) Piston ring for diesel engine, has lower flank provided with nitride layer, where trapezoidal area of upper flank is formed nitration layer-free and defined depredation is produced in operating condition
EP2689166B1 (en) Method for producing piston rings
EP2655940B1 (en) Piston ring for a piston of an internal combustion engine, and a method for producing same
DE102010047836B4 (en) Method for producing a piston ring
EP3004414B1 (en) Method for producing a piston ring
DE10221800B4 (en) Method of producing wear layers on jet piston rings
DE102005023627B4 (en) Steel Kolbe ring
EP2150732B1 (en) Piston ring
DE19833825C1 (en) Piston for internal combustion engine
EP3601629B1 (en) Piston ring with shot-peened running-in layer and method for the production thereof
DE102012018706B3 (en) Method for manufacturing piston ring of internal combustion engine, involves producing piston ring main body with groove in running surface, providing carrier body with hard material coating and inserting coated carrier body into groove
EP1728013B1 (en) Piston ring
DE102007060091A1 (en) Oil scraper ring for use in combustion chamber of engine, has profile running conically at angle and inserted into outer periphery surface of bearing surface bars for forming oil-space provided sharp stripping edge
DE10256063A1 (en) Process for coating piston rings for internal combustion engines
EP3717805B1 (en) Piston ring
EP1434955A1 (en) Method for linking elements to hollow shafts, preferably for producing camshafts, and resulting camshaft
DE102016104454B4 (en) Piston ring
DE102017007000B3 (en) Method for producing a piston ring
DE102016104450B4 (en) Piston ring
EP0985739B1 (en) Method of hardening piston crowns and piston crown
DE102015204773A1 (en) Layer formation for rolling bearing cages
DE102007057956A1 (en) Piston ring i.e. oil scraper piston ring, manufacturing method for internal combustion engine, involves forming partially bent upward sections by punching flat metal spring band, where lateral surface of each section is formed in bend form
DE10328293B4 (en) Method for producing a component designed as a guide joint and a guide joint produced by this method
DE112013003176T5 (en) Sliding element and internal combustion engine
DE102019217734A1 (en) Piston ring for a piston of an internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
8364 No opposition during term of opposition