DE102015209887A1 - Piston for a cylinder of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben (1) für einen Zylinder (11) einer Brennkraftmaschine (10), – mit einem Kolbenkörper (2), auf dessen Umfangsseite (3) wenigstens eine Umfangsnut (4a, 4b, 4c) zur Aufnahme eines Kolbenrings ausgebildet ist, – mit einer wenigstens im Bereich der wenigstens einen Umfangsnut (4a, 4b, 4c) auf der Umfangsseite (3) vorhandenen Schutzbeschichtung (5), deren Schichtmaterial Nickel-Phosphor und Wolfram umfasst.The invention relates to a piston (1) for a cylinder (11) of an internal combustion engine (10), comprising a piston body (2) on the peripheral side (3) of which at least one circumferential groove (4a, 4b, 4c) is designed to receive a piston ring , - With a protective coating (5) present at least in the region of the at least one circumferential groove (4a, 4b, 4c) on the peripheral side (3), the layer material of which comprises nickel-phosphorus and tungsten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Zylinder einer Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Kolben.The invention relates to a piston for a cylinder of an internal combustion engine and an internal combustion engine with such a piston.

In den Zylindern einer Brennkraftmaschine verwendete Kolben sind im Betrieb der Brennkraftmaschine erheblichen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Dies gilt insbesondere für Kolben aus einem Kolbenmaterial mit geringem Eigengewicht wie beispielsweise Aluminium, wie es aus Gewichtsgründen in Kolbenkörpern moderner Brennkraftmaschinen eingesetzt wird. Gerade diejenigen Bereiche der Kolbenoberfläche, an welchen in bekannter Weise Dichtungsringe zum Abdichten des Brennraums gegen die Umgebung des Zylinders gelagert sind, unterliegen jedoch erheblichen thermischen und mechanischen Belastungen. Diese werden durch starke Temperaturvariationen im Brennraum und durch starke Relativbewegungen der Dichtungsringe relativ zu den am Kolben ausgebildeten Umfangsnuten im Betrieb der Brennkraftmaschine hervorgerufen. Diese Effekte können im Langzeitbetrieb der Brennkraftmaschine zu einer erheblichen Schädigung der Oberfläche des Kolbens führen.Pistons used in the cylinders of an internal combustion engine are exposed to considerable mechanical and thermal stresses during operation of the internal combustion engine. This is especially true for pistons of a piston material with low weight such as aluminum, as it is used for weight reasons in piston bodies of modern internal combustion engines. However, those areas of the piston surface on which are mounted in a known manner sealing rings for sealing the combustion chamber against the environment of the cylinder, however, are subject to considerable thermal and mechanical loads. These are caused by strong temperature variations in the combustion chamber and by strong relative movements of the sealing rings relative to the circumferential grooves formed on the piston during operation of the internal combustion engine. These effects can lead to significant damage to the surface of the piston during long-term operation of the internal combustion engine.

Aus dem Stand der Technik ist es daher bekannt, den Bereich der Kolbenoberfläche, welcher mechanisch mit besagten Dichtungsringen in Kontakt steht – typischerweise handelt es sich dabei um auf der Umfangsseite des Kolbens vorgesehene Umfangsnuten – mit einer Schutzbeschichtung zu versehen, welche die Verschleißbeständigkeit des Kolbenmaterials erhöht. Ein derartiger Kolben mit einer Schutzbeschichtung aus einer Nickel-Phosphor-Legierung ist beispielsweise aus der JP 11-072042-A bekannt.It is therefore known from the prior art to provide the region of the piston surface, which is mechanically in contact with said sealing rings, typically peripheral grooves provided on the circumferential side of the piston, with a protective coating which increases the wear resistance of the piston material , Such a piston with a protective coating of a nickel-phosphorus alloy is for example from JP 11-072042-A known.

Als nachteilig bei derartigen Kolben mit einer Schutzbeschichtung auf Nickel-Phosphor-Basis erweist sich jedoch deren für einen Langzeitbetrieb in einer Brennkraftmaschine oftmals immer noch nicht zufriedenstellende Schutzwirkung. A disadvantage of such a piston with a protective coating on nickel-phosphorus base, however, proves their for a long-term operation in an internal combustion engine often still unsatisfactory protective effect.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für einen Kolben zu schaffen, der sich insbesondere durch eine gegenüber herkömmlichen Kolben mit Schutzbeschichtung eine nochmals verbesserte Verschleißbeständigkeit auszeichnet. It is therefore an object of the present invention to provide an improved embodiment for a piston, which is characterized in particular by a comparison with conventional pistons with protective coating a further improved wear resistance.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred embodiments are the subject of the independent claims.

Grundgedanke der Erfindung ist demnach, die Oberfläche des Kolbens zumindest im Bereich einer auf der Umfangseite des Kolbens vorgesehenen Umfangsnut, die zur Aufnahme eines Dichtungsrings dient, mit einer Schutzbeschichtung auszustatten, deren Schichtmaterial neben Nickel-Phosphor zusätzlich Wolfram enthält. Durch die Hinzufügung von Wolfram zum Schichtmaterial kann dessen Härte gegenüber herkömmlichen Schutzbeschichtungen auf Nickel-Phosphor-Basis ohne Wolfram signifikant erhöht werden. Dies führt zu einer verbesserten Verschleißbeständigkeit des Kolbens im Langzeitbetrieb in einer Brennkraftmaschine. Insbesondere kann mit Hilfe der erfindungswesentlichen Schutzbeschichtung ein unerwünschtes lokales Verschweißen und anschließendes Wiederaufbrechen des Dichtungsrings mit dem Material des Kolbens – dieser Effekt ist dem einschlägigen Fachmann als sogenanntes „Microwelding“ bekannt – gut unterdrückt werden. Im Ergebnis kann die Lebensdauer des hier vorgestellten, erfindungsgemäßen Kolbens durch Verwendung einer Schutzbeschichtung mit Nickel, Phosphor und Wolfram gegenüber herkömmlichen Kolben signifikant erhöht werden.The basic idea of the invention is accordingly to provide the surface of the piston with a protective coating, at least in the region of a circumferential groove provided on the circumferential side of the piston, which serves to receive a sealing ring, the layer material of which additionally contains tungsten in addition to nickel phosphorus. The addition of tungsten to the sheet material can significantly increase its hardness over conventional nickel-phosphorus based protective coatings without tungsten. This leads to an improved wear resistance of the piston during long-term operation in an internal combustion engine. In particular, with the aid of the protective coating essential to the invention, undesired local welding and subsequent rupture of the sealing ring with the material of the piston - this effect is known to those skilled in the art as so-called "microwelding" - are well suppressed. As a result, the life of the present inventive piston can be significantly increased by using a protective coating of nickel, phosphorus and tungsten over conventional pistons.

Ein erfindungsgemäßer Kolben für einen Zylinder einer Brennkraftmaschine umfasst einen Kolbenkörper. Auf der Umfangsseite des Kolbenkörpers ist wenigstens eine Umfangsnut zur Aufnahme eines Kolbenrings ausgebildet. Erfindungsgemäß ist im Bereich der wenigstens einen Umfangsnut auf der Umfangsseite des Kolbenkörpers eine Schutzbeschichtung vorhanden, deren Schichtmaterial Nickel-Phosphor und Wolfram umfasst.An inventive piston for a cylinder of an internal combustion engine comprises a piston body. On the peripheral side of the piston body, at least one circumferential groove is formed for receiving a piston ring. According to the invention, a protective coating is present in the region of the at least one circumferential groove on the peripheral side of the piston body, the coating material of which comprises nickel-phosphorus and tungsten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Schutzbeschichtung über die gesamte Oberfläche der Umfangsnut hinweg. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der gesamte Bereich der Umfangsnut, welcher im Betrieb in einer Brennkraftmaschine mechanisch mit einem sich relativ zum Kolben bewegenden Dichtungsring in Kontakt gelangt, eine erhöhte Beständigkeit gegenüber mechanischem Verschleiß aufweist. In a preferred embodiment, the protective coating extends over the entire surface of the circumferential groove. In this way, it can be ensured that the entire region of the circumferential groove, which in operation in an internal combustion engine mechanically comes into contact with a sealing ring which moves relative to the piston, has increased resistance to mechanical wear.

Eine erhöhte Dichtungswirkung mit Hilfe von Dichtungsringen kann erzielt werden, wenn auf der Umfangseite des Kolbenkörpers wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Umfangsnuten, jeweils zur Aufnahme eines Dichtungsrings, angeordnet sind. Von diesen wenigstens zwei Umfangsnuten besitzt wenigstens eine Umfangsnut eine oben beschriebene Schutzbeschichtung, die neben Nickel-Phosphor auch Wolfram aufweist. Vorzugsweise weisen alle am Kolben vorhandenen Umfangsnuten die erfindungswesentliche Schutzbeschichtung auf. Auf diese Weise kann die gewünschte verbesserte Verschließbeständigkeit im Bereich aller Umfangsnuten sichergestellt werden. An increased sealing effect with the aid of sealing rings can be achieved if at least two circumferentially spaced circumferential grooves, each for receiving a sealing ring, are arranged on the circumferential side of the piston body. Of these at least two circumferential grooves has at least one circumferential groove a protective coating described above, which also has tungsten in addition to nickel-phosphorus. Preferably, all circumferential grooves present on the piston have the protective coating essential to the invention. In this way, the desired improved sealing resistance in the region of all circumferential grooves can be ensured.

Eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit der Kolbenoberfläche des Kolbenkörper über den besonders kritischen Bereich der Umfangsnuten hinaus lässt sich erzielen, wenn sich die Schutzbeschichtung in einem Längsschnitt entlang einer axialen Richtung des Kolbenkörpers beidseitig über den Rand der wenigstens einen Umfangsnut hinaus erstreckt.A particularly high wear resistance of the piston surface of the piston body over the particularly critical region of the circumferential grooves In addition, it can be achieved if the protective coating extends in a longitudinal section along an axial direction of the piston body on both sides beyond the edge of the at least one circumferential groove addition.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Schichtmaterial zwischen 1 Gew.-% und 12 Gew.-% Wolfram auf. Auf diese Weise kann die zur Erzielung der verbesserten Verschleißbeständigkeit benötigte Erhöhung der Härte der Schutzbeschichtung gegenüber herkömmlichen Beschichtungen ohne Wolfram gewährleistet werden.In a particularly preferred embodiment, the layer material between 1 wt .-% and 12 wt .-% tungsten on. In this way, the increase in hardness of the protective coating needed to achieve the improved wear resistance over conventional coatings without tungsten can be ensured.

Eine hohe Beständigkeit gegen betriebsbedingten Verschleiß lässt sich auch erreichen, indem die Schutzbeschichtung gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit einer Härte zwischen 500 HV und 600 HV versehen wird.A high resistance to operational wear can also be achieved by the protective coating is provided according to an advantageous embodiment of the invention with a hardness between 500 HV and 600 HV.

Eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit lässt sich mittels der Schutzbeschichtung erzielen, wenn deren Schichtmaterial eine Härte zwischen 600 HV und 1000 HV aufweist. Besagte Härtewerte werden dabei bevorzugt mit Hilfe einer Wärmebehandlung des Kolbenkörpers erzielt, bei welcher die Schutzbeschichtung für einen vorbestimmten Zeitraum zum Zwecke der Aushärtung auf eine Temperatur zwischen 130°C und 220°C erhitzt wird.A particularly high resistance to wear can be achieved by means of the protective coating, if the layer material has a hardness between 600 HV and 1000 HV. Said hardness values are preferably achieved by means of a heat treatment of the piston body, in which the protective coating is heated to a temperature between 130 ° C and 220 ° C for a predetermined period of time for the purpose of curing.

Experimentelle Untersuchungen haben dabei gezeigt, dass sich die gewünschte Härte zwischen 600 HV und 1000 HV besonders zuverlässig erzeugen lässt, wenn der vorbestimmte Zeitraum für die Dauer der Wärmebehandlung zwischen eineinhalb und sechs Stunden beträgt.Experimental investigations have shown that the desired hardness between 600 HV and 1000 HV can be generated particularly reliably if the predetermined period for the duration of the heat treatment is between one and a half and six hours.

Eine besonders gute Dichtwirkung mittels eines in der Umfangsnut angeordneten Dichtrings lässt sich erzielen, wenn die Oberflächenrauigkeit Ra der Schutzbeschichtung einen Wert zwischen 0,1 µm und 0,4 µm aufweist.A particularly good sealing effect by means of a sealing ring arranged in the circumferential groove can be achieved if the surface roughness R a of the protective coating has a value between 0.1 μm and 0.4 μm.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt die Schutzbeschichtung eine Schichtdicke zwischen 3 µm und 18 µm, vorzugsweise zwischen 8 µm und 15 µm. Mit Hilfe einer Schutzbeschichtung mit einer Schichtdicke im vorangehend genannten Wertebereich kann ein besonders guter Schutz des Materials des Kolbenkörpers gegen ein sogenanntes „Microwelding“ im Betrieb des Kolbens erzielt werden.In a further preferred embodiment, the protective coating has a layer thickness between 3 .mu.m and 18 .mu.m, preferably between 8 .mu.m and 15 .mu.m. With the aid of a protective coating having a layer thickness in the aforementioned range of values, a particularly good protection of the material of the piston body against so-called "microwelding" can be achieved during operation of the piston.

Besonders zweckmäßig kann das Kolbenmaterial des Kolbenkörpers aus Aluminium bestehen. Alternativ dazu kann das Kolbenmaterial neben Aluminium weitere Bestandteile, insbesondere zur Bildung einer Aluminium-Legierung, aufweisen. Dies erlaubt in Verbindung mit der erfindungswesentlichen Schutzbeschichtung die Realisierung eines Kolbens mit besonders geringem Eigengewicht, ohne dass damit eine Minderung der Verschleißbeständigkeit des Kolbens einherginge.Particularly suitably, the piston material of the piston body may be made of aluminum. Alternatively, the piston material in addition to aluminum further components, in particular to form an aluminum alloy having. This allows, in conjunction with the protective coating essential to the invention, the realization of a piston with a particularly low weight, without resulting in a reduction of the wear resistance of the piston.

Die Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem einen Brennraum teilweise begrenzenden Zylinder. Eine Umfangsseite des Brennraums mit zylindrischer Geometrie ist zusätzlich durch eine hohlzylindrische Zylinderlaufbuchse begrenzt. Im Brennraum ist ein vorangehend vorgestellter Kolben angeordnet, der im Brennraum entlang seiner axialen Richtung linear verstellbar ist. In der wenigstens einen am Kolbenkörper des Kolbens ausgebildeten Umfangsnut ist ein Dichtungsring angeordnet. Besagter Dichtungsring stützt sich radial innen an der Schutzbeschichtung des Kolbenkörpers und radial außen an der Innenseite der Zylinderlaufbuchse ab.The invention further relates to an internal combustion engine with at least one cylinder a combustion chamber partially limiting. A peripheral side of the combustion chamber with a cylindrical geometry is additionally delimited by a hollow cylindrical cylinder liner. In the combustion chamber, a previously presented piston is arranged, which is linearly adjustable in the combustion chamber along its axial direction. In the at least one formed on the piston body of the piston circumferential groove a sealing ring is arranged. Said sealing ring is supported radially inward on the protective coating of the piston body and radially outside on the inside of the cylinder liner.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform begrenzt der Kolben den Brennraum in der axialen Richtung. Der Kolben weist wenigstens zwei, vorzugsweise drei, in der axialen Richtung im Abstand zueinander angeordnete Umfangsnuten auf. In dieser Variante ist wenigstens in der axial dem Brennraum am nächsten gelegenen, also benachbarten Umfangsnut die erfindungswesentliche Schutzbeschichtung vorgesehen. Auf diese Weise lässt sich eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit erreichen.In a preferred embodiment, the piston limits the combustion chamber in the axial direction. The piston has at least two, preferably three, in the axial direction in spaced-apart circumferential grooves. In this variant, the protection coating essential to the invention is provided at least in the axially adjacent to the combustion chamber, ie adjacent circumferential groove. In this way, a particularly high wear resistance can be achieved.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.

Es zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens 1 in einer Teildarstellung, 1 an example of a piston according to the invention 1 in a partial view,

2 eine Detaildarstellung des Kolbens der 1 im Bereich einer am Kolbenkörper des Kolbens ausgebildeten Umfangsnut, 2 a detailed view of the piston of 1 in the region of a circumferential groove formed on the piston body of the piston,

3 den Kolben der 1 in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine. 3 the piston of 1 in a cylinder of an internal combustion engine.

1 zeigt ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens 1 in einer Teildarstellung. Dieser umfasst einen Kolbenkörper 2 mit im Wesentlichen zylindrischer Geometrie, auf dessen Umfangsseite 3 im Abstand zueinander drei Umfangsnuten 4a, 4b, 4c, jeweils zur Aufnahme eines Kolbenrings (in 1 nicht gezeigt) ausgebildet sind. Vorzugsweise weist das Kolbenmaterial des Kolbenkörpers 2 Aluminium auf oder besteht aus Aluminium. 1 shows an example of a piston according to the invention 1 in a partial view. This includes a piston body 2 with a substantially cylindrical geometry, on its peripheral side 3 at a distance from each other three circumferential grooves 4a . 4b . 4c , each for receiving a piston ring (in 1 not shown) are formed. Preferably, the piston material of the piston body 2 Aluminum on or consists of aluminum.

Die 1 zeigt den zylindrischen Kolbenkörper 2 in einem Längsschnitt entlang seiner axialen Richtung A. Im Bereich der drei Umfangsnuten 4a, 4b, 4c ist jeweils eine in 1 nur schematisch angedeutete und stark vergrößert dargestellte Schutzbeschichtung 5 vorgesehen, deren Schichtmaterial Nickel-Phosphor und Wolfram umfasst. Das Schichtmaterial enthält dabei vorzugsweise zwischen 1 Gew.-% und 12 Gew. -% Wolfram. The 1 shows the cylindrical piston body 2 in a longitudinal section along its axial direction A. In the region of the three circumferential grooves 4a . 4b . 4c is one in each case 1 only schematically indicated and greatly enlarged protective coating shown 5 whose layer material comprises nickel-phosphorus and tungsten. The layer material preferably contains between 1% by weight and 12% by weight of tungsten.

Die Schutzbeschichtung 5 kann beispielsweise durch Eintauchen des Kolbenkörpers 2 in eine wässrige Lösung aus Nickel-Phosphor und Wolfram auf der Umfangsseite 3 des Kolbenkörpers 2 aufgebracht werden, wobei Bereiche außerhalb der Umfangsnuten 4a, 4b, 4c, die nicht mit der Schutzbeschichtung 5 ausgestattet werden sollen, durch Abkleben oder Abdecken oder auf andere geeignete Weise maskiert werden können. Durch Eintauchen des Kolbenkörpers 2 in besagte wässrige Lösung für eine vorbestimmte Zeitdauer – typischerweise für mehrere Minuten – lässt sich eine Schutzbeschichtung 5 mit einer Schichtdicke zwischen 3 µm und 18 µm, vorzugsweise zwischen 8 µm und 15 µm, auf der Umfangsseite 3 des Kolbenkörpers 2 aufbringen. Nach der Entnahme des Kolbenkörpers 2 aus der wässrigen Lösung kann besagte Maskierung – falls vorhanden – wieder vom Kolbenkörper 2 entfernt werden. Da die erfindungsgemäße Schutzbeschichtung 5 mit Hilfe des vorangehend beschriebenen Eintauchens in eine wässrige Lösung aus Nickel-Phosphor und Wolfram besonders gleichmäßig auf den Kolbenkörper 2 aufgebracht werden kann, weist die Schutzbeschichtung 5 eine gegenüber herkömmlichen Schutzbeschichtungen ohne Wolfram-Zusatz reduzierte Oberflächenrauigkeit Ra zwischen 0,1 µm und 0,4 µm auf.The protective coating 5 For example, by immersing the piston body 2 in an aqueous solution of nickel-phosphorus and tungsten on the peripheral side 3 of the piston body 2 be applied, with areas outside the circumferential grooves 4a . 4b . 4c that does not match the protective coating 5 be masked by masking or masking or other suitable means. By immersing the piston body 2 into said aqueous solution for a predetermined period of time - typically for several minutes - a protective coating is formed 5 with a layer thickness between 3 .mu.m and 18 .mu.m, preferably between 8 .mu.m and 15 .mu.m, on the peripheral side 3 of the piston body 2 muster. After removal of the piston body 2 from the aqueous solution said masking - if any - again from the piston body 2 be removed. As the protective coating of the invention 5 with the aid of the previously described immersion in an aqueous solution of nickel-phosphorus and tungsten particularly evenly on the piston body 2 can be applied, the protective coating has 5 a compared to conventional protective coatings without tungsten additive reduced surface roughness R a between 0.1 microns and 0.4 microns.

Ihre vorteilhafte Wirkung entfaltet die erfindungsgemäße Schutzbeschichtung in besonderem Maße bei Kolbenkörpern 2 aus Aluminium, in welchen auch Silizium enthalten ist. Da in diesem Fall besagtes Silizium auch auf der Oberfläche des Kolbenkörpers 2 vorhanden sein kann, lässt sich eine solche stromlose Nickel-Phosphor-Schicht mittels herkömmlichen Anodisierens der Oberfläche des Kolbenkörpers 2 zumindest im Bereich des Siliziums nicht erzeugen. Dies führt zu einer erhöhten Oberflächenrauigkeit der Schutzbeschichtung; im Extremfall wird überhaupt keine Schutzbeschichtung gebildet. Demgegenüber bewirkt das oben beschriebene Eintauchen des Kolbenkörpers 2 in eine wässrige Lösung aus Nickel-Phosphor und Wolfram ein gleichmäßiges Aufbringen der Schutzbeschichtung 5. Dies gilt insbesondere im Bereich etwaig auf der Oberfläche des Kolbenkörpers 2 vorhandenen Siliziums.Their advantageous effect unfolds the protective coating according to the invention to a particular extent in piston bodies 2 made of aluminum, which also contains silicon. In this case, said silicon also on the surface of the piston body 2 can be present, such an electroless nickel-phosphorus layer by conventional anodization of the surface of the piston body 2 at least in the area of silicon do not produce. This leads to an increased surface roughness of the protective coating; in extreme cases, no protective coating is formed at all. In contrast, causes the immersion of the piston body described above 2 In an aqueous solution of nickel-phosphorus and tungsten, a uniform application of the protective coating 5 , This applies in particular in the area possibly on the surface of the piston body 2 existing silicon.

Das in der Schutzbeschichtung 5 enthaltene Wolfram führt gegenüber herkömmlichen Schutzbeschichtungen 5 auf Nickel-Phosphor-Basis ohne Wolfram zu einer deutlich erhöhten Härte des Schichtmaterials, was eine erhebliche Verbesserung der Verschleißbeständigkeit der Schutzbeschichtung 5 und somit des gesamten Kolbenkörpers 2 im Betrieb in einer Brennkraftmaschine zur Folge hat. Im Beispielszenario besitzt die Schutzbeschichtung 5 eine Härte zwischen 500 HV und 600 HV, deren Wert deutlich erheblich über jenem herkömmlicher Schutzbeschichtungen ohne Wolfram liegt. Eine besonders hohe Härte der Schutzbeschichtung 5 zwischen 600 HV und 1000 HV lässt sich erzielen, wenn die Schutzbeschichtung 5 nach dem Aufbringen auf den Kolbenkörper 2 einer Wärmebehandlung unterzogen wird, bei welcher die Schutzbeschichtung 5 zum Zwecke der Aushärtung auf eine Temperatur zwischen 130°C und 220°C erhitzt wird. Experimentelle Untersuchungen haben dabei gezeigt, dass sich die gewünschte Härte zwischen 600 HV und 1000 HV besonders zuverlässig erzeugen lässt, wenn die Dauer der Wärmebehandlung zwischen eineinhalb und sechs Stunden beträgt. Dabei gilt, dass mit zunehmender Temperatur die zur Erzielung derselben Härte erforderliche Dauer der Wärmebehandlung abnimmt.The in the protective coating 5 contained tungsten leads compared to conventional protective coatings 5 Based on nickel-phosphorus without tungsten to a significantly increased hardness of the coating material, resulting in a significant improvement in the wear resistance of the protective coating 5 and thus the entire piston body 2 during operation in an internal combustion engine result. In the example scenario has the protective coating 5 a hardness between 500 HV and 600 HV, the value of which is significantly higher than that of conventional protective coatings without tungsten. A particularly high hardness of the protective coating 5 between 600 HV and 1000 HV can be achieved if the protective coating 5 after application to the piston body 2 subjected to a heat treatment in which the protective coating 5 is heated to a temperature between 130 ° C and 220 ° C for the purpose of curing. Experimental investigations have shown that the desired hardness between 600 HV and 1000 HV can be generated particularly reliably if the duration of the heat treatment is between one and a half and six hours. It is true that with increasing temperature, the time required to achieve the same hardness of the heat treatment decreases.

Nun sei das Augenmerk auf die Darstellung der 2 gerichtet: Die 2 zeigt den Kolbenkörper 2 der 1 in einer vergrößerten Darstellung im Bereich der Umfangsnut 4a. Man erkennt, dass die Schutzbeschichtung 5 sich über die gesamte Oberfläche 6 der Umfangsnut 4a hinweg erstreckt. In analoger Weise können auch die beiden in 2 nicht dargestellten Umfangsnuten 4b, 4c der 1 ausgebildet sein. Im Beispielszenario sind alle am Kolbenkörper 2 vorhandenen Umfangsnuten 4a, 4b, 4c mit der erfindungswesentlichen Schutzbeschichtung 5 ausgestattet. In einer vereinfachten Variante können – um die Herstellungskosten des Kolbens 1 zu reduzieren – auch nur einige, im Extremfall nur eine einzige, der vorhandenen Umfangsnuten 4a, 4b, 4c mit der Schutzbeschichtung 5 aus Nickel-Phosphor und Wolfram versehen werden. In letzterem Fall wird bevorzugt diejenige Umfangsnut 4a, die von allen vorhandenen Umfangsnuten 4a, 4b, 4c den geringsten Abstand zu dem vom Kolben 1 axial begrenzten Brennraum einer Brennkraftmaschine besitzt, mit der Schutzbeschichtung 5 ausgestattet, da diese Umfangsnut im Betrieb der Brennkraftmaschine unter allen vorhandenen Umfangsnuten 4a, 4b, 4c den höchsten mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt ist. Now, pay attention to the presentation of the 2 directed: The 2 shows the piston body 2 of the 1 in an enlarged view in the region of the circumferential groove 4a , It can be seen that the protective coating 5 over the entire surface 6 the circumferential groove 4a extends. In an analogous way, the two in 2 not shown circumferential grooves 4b . 4c of the 1 be educated. In the example scenario, all are on the piston body 2 existing circumferential grooves 4a . 4b . 4c with the protective coating essential to the invention 5 fitted. In a simplified variant can - to the manufacturing cost of the piston 1 to reduce - even a few, in extreme cases, only one, the existing Umfangsnuten 4a . 4b . 4c with the protective coating 5 made of nickel-phosphorus and tungsten. In the latter case, the circumferential groove is preferred 4a that of all existing circumferential grooves 4a . 4b . 4c the smallest distance to that of the piston 1 axially limited combustion chamber of an internal combustion engine has, with the protective coating 5 equipped, since this circumferential groove in the operation of the internal combustion engine under all existing circumferential grooves 4a . 4b . 4c is exposed to the highest mechanical and thermal loads.

Wie die Darstellung der 2 anschaulich belegt, kann sich die Schutzbeschichtung 5 in dem Längsschnitt entlang der axialen Richtung A des Kolbenkörpers 2 unter Ausbildung eines außerhalb der Umfangsnut 4a angeordneten Randabschnitts 8 beidseitig über den Rand 7 der Umfangsnut 4a hinaus erstrecken. Like the representation of the 2 clearly demonstrated, the protective coating can 5 in the longitudinal section along the axial direction A of the piston body 2 forming one outside the circumferential groove 4a arranged edge section 8th on both sides over the edge 7 the circumferential groove 4a extend beyond.

Die 3 zeigt die Verwendung des vorangehend erläuterten Kolbens 1 in einer Brennkraftmaschine 10, die in 3 nur schematisch und stark vereinfacht dargestellt ist. Im Beispiel der 2 umfasst die Brennkraftmaschine 10 einen Zylinder 11, der einen im Wesentlichen zylindrischen Brennraum 12 teilweise begrenzt. Die Umfangsseite des Brennraums 12 wird in bekannter Weise durch eine hohlzylindrische Zylinderlaufbuchse 13 verstärkt und begrenzt. Wie 3 erkennen lässt, ist im Brennraum 12 der vorangehend anhand von 1 erläuterte Kolben 1 entlang der axialen Richtung A linear verstellbar angeordnet. Besagte axiale Verstellbarkeit des Kolbens 1 ist in 3 durch einen mit 14 bezeichneten Doppelpfeil angedeutet. The 3 shows the use of the above-explained piston 1 in an internal combustion engine 10 , in the 3 is shown only schematically and greatly simplified. In the example of 2 includes the internal combustion engine 10 a cylinder 11 , which has a substantially cylindrical combustion chamber 12 partially limited. The peripheral side of the combustion chamber 12 is in a known manner by a hollow cylindrical cylinder liner 13 strengthened and limited. As 3 is in the combustion chamber 12 the foregoing with reference to 1 explained piston 1 along the axial direction A arranged linearly adjustable. Said axial adjustability of the piston 1 is in 3 indicated by a double arrow designated 14.

Entsprechend 3 ist in jeder der drei Umfangsnuten 4a, 4b, 4c, die in der axialen Richtung A im Abstand zueinander angeordnet sind und jeweils eine erfindungswesentliche Schutzbeschichtung 5 aufweisen, ein jeweiliger Dichtungsring 9a, 9b, 9c angeordnet. Jeder der drei Dichtungsringe 9a, 9b, 9c stützt sich radial innen an der Schutzbeschichtung 5 des Kolbenkörpers 2 und radial außen an einer Innenseite 14 der Zylinderlaufbuchse 13 ab. Im Betrieb der Brennkraftmaschine dichten die Dichtungsringe 9a, 9b, 9c den Brennraum 12 nach außen, gegen die äußere Umgebung des Zylinders 11 ab. Im Betrieb der Brennkraftmaschine 10, bei welchem die Dichtungsringe 9a, 9b, 9c typischerweise eine Relativbewegung relativ zum Kolbenkörper 2 ausführen, führen diese Relativbewegungen bei herkömmlichen Kolben zu einem Verschleiß des Kolbenkörpers 2 im Bereich der Umfangsnuten 4a, 4b, 4c durch sogenanntes „Microwelding“. Mittels der erfindungsgemäßen Schutzbeschichtung 5, die im Beispiel der 3 in allen drei Umfangsnuten 4a, 4b, 4c vorgesehen ist, kann ein solches „Microwelding“ des Kolbenkörpers 2 erheblich reduziert oder sogar vollständig vermieden werden. Corresponding 3 is in each of the three circumferential grooves 4a . 4b . 4c , which are arranged in the axial direction A at a distance from each other and each one essential to the invention protective coating 5 have, a respective sealing ring 9a . 9b . 9c arranged. Each of the three sealing rings 9a . 9b . 9c supports radially inward on the protective coating 5 of the piston body 2 and radially outside on an inner side 14 the cylinder liner 13 from. During operation of the internal combustion engine, the sealing rings seal 9a . 9b . 9c the combustion chamber 12 to the outside, against the external environment of the cylinder 11 from. In operation of the internal combustion engine 10 in which the sealing rings 9a . 9b . 9c typically a relative movement relative to the piston body 2 perform, these relative movements in conventional piston wear of the piston body 2 in the area of the circumferential grooves 4a . 4b . 4c by so-called "Microwelding". By means of the protective coating according to the invention 5 that in the example of the 3 in all three circumferential grooves 4a . 4b . 4c is provided, such a "Microwelding" of the piston body 2 significantly reduced or even completely avoided.

In einer vereinfachten Variante des Beispiels der 3 mit reduzierten Herstellungskosten kann nur eine einzige der drei Umfangsnuten 4a, 4b, 4c mit der Schutzbeschichtung 5 aus Nickel-Phosphor und Wolfram ausgestattet sein. In diesem Fall bietet es sich an, die dem Brennraum 12 axial am nächsten gelegene Umfangsnut 4a mit einer solchen Schutzbeschichtung 5 auszustatten, da diese – aufgrund ihrer Nähe zum Brennraum 12 – im Betrieb der Brennkraftmaschine 10 den höchsten thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Daher sollte gerade diese Umfangsnut 4a eine besonders hohe Verschleißresistenz aufweisen.In a simplified variant of the example of 3 with reduced manufacturing costs, only a single one of the three circumferential grooves 4a . 4b . 4c with the protective coating 5 be equipped of nickel-phosphorus and tungsten. In this case, it lends itself to the combustion chamber 12 axially closest circumferential groove 4a with such a protective coating 5 because of their proximity to the combustion chamber 12 - During operation of the internal combustion engine 10 is exposed to the highest thermal and mechanical loads. Therefore, just this circumferential groove should 4a have a particularly high resistance to wear.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 11-072042 A [0003] JP 11-072042 A [0003]

Claims (13)

Kolben (1) für einen Zylinder (11) einer Brennkraftmaschine (10), – mit einem Kolbenkörper (2), auf dessen Umfangsseite (3) wenigstens eine Umfangsnut (4a, 4b, 4c) zur Aufnahme eines Kolbenrings (9a, 9b, 9c) ausgebildet ist, – mit einer wenigstens im Bereich der wenigstens einen Umfangsnut (4a, 4b, 4c) auf der Umfangsseite (3) vorhandenen Schutzbeschichtung (5), deren Schichtmaterial Nickel-Phosphor und Wolfram umfasst.Piston ( 1 ) for a cylinder ( 11 ) an internal combustion engine ( 10 ), - with a piston body ( 2 ), on its peripheral side ( 3 ) at least one circumferential groove ( 4a . 4b . 4c ) for receiving a piston ring ( 9a . 9b . 9c ) is formed, - with at least in the region of at least one circumferential groove ( 4a . 4b . 4c ) on the peripheral side ( 3 ) protective coating ( 5 ), whose layer material comprises nickel-phosphorus and tungsten. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung (5) sich über die gesamte Oberfläche der Umfangsnut (4a, 4b, 4c) hinweg erstreckt.Piston according to claim 1, characterized in that the protective coating ( 5 ) over the entire surface of the circumferential groove ( 4a . 4b . 4c ) extends. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Umfangseite (3) wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Umfangsnuten (4a, 4b, 4c) vorhanden sind, von welchen wenigstens eine Umfangsnut (4a, 4b, 4c), vorzugsweise alle Umfangsnuten (4a, 4b, 4c), die Schutzbeschichtung (5) aufweist.Piston according to claim 1 or 2, characterized in that on the peripheral side ( 3 ) at least two mutually spaced circumferential grooves ( 4a . 4b . 4c ) are present, of which at least one circumferential groove ( 4a . 4b . 4c ), preferably all circumferential grooves ( 4a . 4b . 4c ), the protective coating ( 5 ) having. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schutzbeschichtung (5) in einem Längsschnitt entlang einer axialen Richtung (A) des Kolbenkörpers (2) beidseitig über den Rand (7) der wenigstens einen Umfangsnut (4a, 4b, 4c) hinaus erstreckt.Piston according to one of claims 1 to 3, characterized in that the protective coating ( 5 ) in a longitudinal section along an axial direction (A) of the piston body ( 2 ) on both sides over the edge ( 7 ) of the at least one circumferential groove ( 4a . 4b . 4c ) extends. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtmaterial zwischen 1 Gew.-% und 12 Gew. -% Wolfram aufweist.Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the layer material between 1 wt .-% and 12 wt -.% Tungsten has. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung (5) eine Härte zwischen 500 HV und 600 HV aufweist.Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the protective coating ( 5 ) has a hardness between 500 HV and 600 HV. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung (5) eine Härte zwischen 600 HV und 1000 HV aufweist und mittels einer Wärmebehandlung erzeugt ist, bei welcher die Schutzbeschichtung zum Aushärten für einen vorbestimmten Zeitraum auf eine Temperatur zwischen 130° und 220°C erhitzt wird.Piston according to one of claims 1 to 5, characterized in that the protective coating ( 5 ) has a hardness between 600 HV and 1000 HV and is produced by means of a heat treatment in which the protective coating for curing is heated to a temperature between 130 ° and 220 ° C for a predetermined period of time. Kolben nach einem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Zeitraum zwischen 1,5 Stunden und 6 Stunden beträgt.Piston according to claim 7, characterized in that the predetermined period is between 1.5 hours and 6 hours. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung (5) eine Oberflächenrauigkeit Ra zwischen 0,1 µm und 0,4 µm besitzt. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the protective coating ( 5 ) has a surface roughness R a between 0.1 μm and 0.4 μm. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung (5) eine Schichtdicke zwischen 3 µm und 18 µm, vorzugsweise zwischen 8 µm und 15 µm, aufweist.Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the protective coating ( 5 ) has a layer thickness between 3 .mu.m and 18 .mu.m, preferably between 8 .mu.m and 15 .mu.m. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenmaterial des Kolbenkörpers Aluminium umfasst oder ist.Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the piston material of the piston body comprises or is aluminum. Brennkraftmaschine (10), – mit wenigstens einem einen Brennraum (12) teilweise begrenzenden Zylinder (11), wobei die Umfangsseite des Brennraums (12) zusätzlich durch eine hohlzylindrische Zylinderlaufbuchse (13) begrenzt ist, – mit einem im Brennraum (12) entlang seiner axialer Richtung (A) linear verstellbar angeordneten Kolben (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – wobei in der wenigstens einen Umfangsnut (4a, 4b, 4c) ein Dichtungsring (9a, 9b, 9c) angeordnet ist, der sich radial innen an der Schutzbeschichtung (5) des Kolbenkörpers (2) und radial außen an der Innenseite (14) der Zylinderlaufbuchse (13) abstützt.Internal combustion engine ( 10 ), - with at least one combustion chamber ( 12 ) partially limiting cylinders ( 11 ), wherein the peripheral side of the combustion chamber ( 12 ) additionally by a hollow cylindrical cylinder liner ( 13 ), - with one in the combustion chamber ( 12 ) along its axial direction (A) arranged linearly adjustable piston ( 1 ) according to one of the preceding claims, - wherein in the at least one circumferential groove ( 4a . 4b . 4c ) a sealing ring ( 9a . 9b . 9c ) located radially inwardly of the protective coating ( 5 ) of the piston body ( 2 ) and radially outside on the inside ( 14 ) of the cylinder liner ( 13 ) is supported. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) den Brennraum (12) in der axialen Richtung (A) begrenzt und wenigstens zwei, vorzugsweise drei, in der axialen Richtung (A) im Abstand zueinander angeordnete Umfangsnuten (4a, 4b, 4c) aufweist, wobei wenigstens in der axial dem Brennraum (12) benachbarten Umfangsnut (4a) eine Schutzbeschichtung (5) vorgesehen ist. Internal combustion engine according to claim 12, characterized in that the piston ( 1 ) the combustion chamber ( 12 ) in the axial direction (A) and at least two, preferably three, in the axial direction (A) spaced apart circumferential grooves ( 4a . 4b . 4c ), wherein at least in the axially of the combustion chamber ( 12 ) adjacent circumferential groove ( 4a ) a protective coating ( 5 ) is provided.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2575214A (en) * 1948-09-30 1951-11-13 Wright Aeronautical Corp Piston with plated piston ring grooves
DE3503859A1 (en) * 1984-03-19 1985-09-19 Aisin Seiki K.K., Kariya, Aichi SLIDING SURFACE OF A COMPOSED-NICKELED MOVABLE OR SLIDING COMPONENT
DE3812656A1 (en) * 1987-04-17 1989-01-05 Nippon Piston Ring Co Ltd Piston ring with a wear-resistant hard layer and a layer of nickel applied to it by plating
US5158052A (en) * 1991-02-28 1992-10-27 Atsugi Unisia Corporation Aluminum alloy piston
JPH1172042A (en) 1997-08-29 1999-03-16 Unisia Jecs Corp Piston of internal combustion engine
EP1061153A1 (en) * 1999-06-16 2000-12-20 Renault Sliding part coated with triboactive oxides having a deficiency of metal cations
JP2013204084A (en) * 2012-03-28 2013-10-07 Honda Motor Co Ltd Internal combustion engine
EP2609232B1 (en) * 2010-08-27 2013-12-04 IPT - International Plating Technologies GmbH Electrolytic bath for electroplating and process thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05141533A (en) * 1991-11-20 1993-06-08 Nippon Mekki Kogyo Kk Piston for internal combustion engine
JP2000202612A (en) * 1999-01-14 2000-07-25 Riken Corp Aluminum alloy-made piston
DE102006023396B4 (en) * 2006-05-17 2009-04-16 Man B&W Diesel A/S Wear protection coating and use and method for producing such

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2575214A (en) * 1948-09-30 1951-11-13 Wright Aeronautical Corp Piston with plated piston ring grooves
DE3503859A1 (en) * 1984-03-19 1985-09-19 Aisin Seiki K.K., Kariya, Aichi SLIDING SURFACE OF A COMPOSED-NICKELED MOVABLE OR SLIDING COMPONENT
DE3812656A1 (en) * 1987-04-17 1989-01-05 Nippon Piston Ring Co Ltd Piston ring with a wear-resistant hard layer and a layer of nickel applied to it by plating
US5158052A (en) * 1991-02-28 1992-10-27 Atsugi Unisia Corporation Aluminum alloy piston
JPH1172042A (en) 1997-08-29 1999-03-16 Unisia Jecs Corp Piston of internal combustion engine
EP1061153A1 (en) * 1999-06-16 2000-12-20 Renault Sliding part coated with triboactive oxides having a deficiency of metal cations
EP2609232B1 (en) * 2010-08-27 2013-12-04 IPT - International Plating Technologies GmbH Electrolytic bath for electroplating and process thereof
JP2013204084A (en) * 2012-03-28 2013-10-07 Honda Motor Co Ltd Internal combustion engine

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