DE102020202977A1 - Piston ring, piston, internal combustion engine and method for producing a piston ring - Google Patents

Piston ring, piston, internal combustion engine and method for producing a piston ring Download PDF

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    • F16J9/12Details
    • F16J9/20Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F5/00Piston rings, e.g. associated with piston crown

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolbenring (1) für einen Kolben (30), mit einem Ringkörper (2), welcher in einem Schnitt (3) senkrecht zu einer Umfangsrichtung (U) des Ringkörpers (2) ein U-förmiges Profil (4) aufweist, welches einen ersten und einen zweiten Schenkel (5, 6) umfasst, die beide in der radialen Richtung (R) von einer ein radial inneres Ende (7) des U-förmigen Profils (4) bildenden Basis (8) des U-förmigen Profils (4) nach außen abstehen. Dabei ist - über die radiale Richtung (R) hinweg - ein minimaler Wert (9) einer entlang der axialen Richtung (A) gemessenen Schenkelbreite (B) des ersten Schenkels (5) kleiner als der minimale Wert (9) der entlang der axialen Richtung (A) gemessenen Schenkelbreite (B) des zweiten Schenkels (6).The invention relates to a piston ring (1) for a piston (30), with an annular body (2) which has a U-shaped profile (4) in a section (3) perpendicular to a circumferential direction (U) of the annular body (2) which comprises a first and a second leg (5, 6), both in the radial direction (R) from a base (8) of the U-shaped which forms a radially inner end (7) of the U-shaped profile (4) Profile (4) protrude outwards. In this case - across the radial direction (R) - a minimum value (9) of a leg width (B) of the first leg (5) measured along the axial direction (A) is smaller than the minimum value (9) along the axial direction (A) measured leg width (B) of the second leg (6).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenring für einen Kolben, sowie einen Kolben mit einem solchen Kolbenring. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Kolben sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Kolbenrings.The invention relates to a piston ring for a piston and a piston with such a piston ring. The invention also relates to an internal combustion engine with such a piston and to a method for producing a piston ring.

Kolben für Brennkraftmaschinen werden seit geraumer Zeit mit Kolbenringen ausgestattet. Üblicherweise werden dabei zwei Kolbenringe zum Abdichten eines Brennraums gegenüber einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine eingesetzt sowie ein weiterer Kolbenring, welcher als Ölabstreifring fungiert, mittels welchem unter Ausnutzung des Kolbenhubs überschüssiges Öl von einer den Kolben führenden Zylinderwandung abgestreift wird. An herkömmlichen Kolben für Brennkraftmaschinen sind also insgesamt typischerweise drei Kolbenringe angeordnet.Pistons for internal combustion engines have been equipped with piston rings for some time. Usually, two piston rings are used to seal a combustion chamber from a crankcase of the internal combustion engine, as well as another piston ring, which functions as an oil scraper ring, by means of which excess oil is wiped off a cylinder wall guiding the piston using the piston stroke. A total of three piston rings are thus typically arranged on conventional pistons for internal combustion engines.

Da die Kolbenringe eine Teileanzahl des Kolbens erhöhen, sind solche herkömmliche Kolben typischerweise mit einem vergleichsweise hohen Montageaufwand zum Montieren der Kolbenringe an dem Kolben behaftet. Dies wirkt sich in nachteiliger Weise auf die Herstellungskosten des Kolbens aus. Außerdem sind bei typischen Kolben die Kolbenringe je in einer separaten Kolbennut aufgenommen. Zwischen den Kolbennuten muss dabei zwingendermaßen, zur Gewährleistung der Funktion der Kolbenringe sowie zur sicheren Positionierung derselben, ein Abstand vorhanden sein. Dies wirkt sich in nachteiliger Weise auf eine Kompressionshöhe des Kolbens aus.Since the piston rings increase the number of parts of the piston, such conventional pistons are typically associated with a comparatively high assembly effort for assembling the piston rings on the piston. This has a disadvantageous effect on the manufacturing costs of the piston. In addition, in typical pistons, the piston rings are each received in a separate piston groove. There must be a gap between the piston grooves to ensure the function of the piston rings and to ensure that they are positioned securely. This has a disadvantageous effect on a compression height of the piston.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung - insbesondere zur Beseitigung der voranstehend genannten Nachteile - für Kolbenringe, sowie für Kolben mit einem solchen Kolbenring und Brennkraftmaschinen mit einem derartigen Kolben sowie für Verfahren zum Herstellen eines solchen Kolbenrings neue Wege aufzuzeigen.It is therefore an object of the present invention - in particular to eliminate the disadvantages mentioned above - to show new ways for piston rings, as well as for pistons with such a piston ring and internal combustion engines with such a piston and for methods for producing such a piston ring.

Grundidee der Erfindung ist demnach, einen Kolbenring für einen Kolben mit einem Ringkörper auszubilden, welcher ein radial nach außen geöffnetes U-förmiges Profil aufweist. Das U-förmige Profil des Ringkörpers des Kolbenrings weist dabei zwei Schenkel auf, wobei ein minimaler Wert einer axial gemessenen Schenkelbreite eines ersten der beiden Schenkel kleiner ist als ein minimaler Wert der Schenkelbreite eines zweiten der beiden Schenkel.The basic idea of the invention is accordingly to design a piston ring for a piston with an annular body which has a U-shaped profile that is open radially outward. The U-shaped profile of the ring body of the piston ring has two legs, a minimum value of an axially measured leg width of a first of the two legs being smaller than a minimum value of the leg width of a second of the two legs.

Dies hat vorteilhaft zur Folge, dass mittels der beiden Schenkel zwei axial zueinander beabstandete Ringrippen des Kolbenrings ausgebildet werden können, von welchen je eine die Funktion eines herkömmlichen Kolbenrings wahrnimmt. Dies bedeutet, dass ein erfindungsgemäßer Kolbenring vorteilhaft die Funktion zweier herkömmlicher Kolbenringe in einem Bauteil vereint. Vorteilhaft kann somit ein herkömmlicher Kolbenring eingespart werden, wenn der erfindungsgemäße Kolbenring in einem Kolben verbaut wird, was sich vorteilhaft auf die Montagekosten und somit auch auf die Herstellungskosten des betreffenden Kolbens auswirkt.This advantageously has the consequence that two axially spaced annular ribs of the piston ring can be formed by means of the two legs, one of which each performs the function of a conventional piston ring. This means that a piston ring according to the invention advantageously combines the function of two conventional piston rings in one component. A conventional piston ring can thus advantageously be saved if the piston ring according to the invention is installed in a piston, which has an advantageous effect on the assembly costs and thus also on the production costs of the piston in question.

Ein erfindungsgemäßer Kolbenring für einen Kolben, welcher bevorzugt für eine Brennkraftmaschine einsetzbar ist, umfasst einen Ringkörper, der sich entlang einer Umfangsrichtung des Kolbenrings erstreckt. Die Umfangsrichtung verläuft sowohl senkrecht zu einer axialen Richtung des Kolbenrings, die sich entlang einer Mittelachse des Kolbenrings erstreckt, als auch zu einer radialen Richtung des Kolbenrings, die sich orthogonal zur axialen Richtung von der Mittelachse weg erstreckt. Der Ringkörper weist in einem Schnitt senkrecht zur Umfangsrichtung ein U-förmiges Profil auf. Das U-förmige Profil umfasst einen ersten und einen zweiten Schenkel, die beide in der radialen Richtung von einer ein radiales inneres Ende des U-förmigen Profils bildenden Basis des U-förmigen Profils nach außen abstehen. Dabei ist - über die radiale Richtung hinweg - ein minimaler Wert einer entlang der axialen Richtung gemessenen Schenkelbreite des ersten Schenkels kleiner als der minimale Wert der entlang der axialen Richtung gemessenen Schenkelbreite des zweiten Schenkels. Vorteilhaft lässt sich hierdurch erreichen, dass die beiden Schenkel des Ringkörpers, welche je eine Ringrippe des Kolbenrings ausbilden können, je eine unterschiedliche mechanische Steifigkeit aufweisen. Dies bietet wiederum den Vorteil, dass die weniger steife Ringrippe besonders gut an eine Zylinderwandung einer Brennkraftmaschine anlegbar ist, was sich vorteilhaft auf eine Dichtwirkung des Kolbenrings auswirkt. Zugleich kann die steifer ausgebildete Ringrippe die eingangs aufgezeigte Funktion eines herkömmlichen Ölabstreifrings wahrnehmen. Vorteilhaft lassen sich somit die Funktionalitäten eines herkömmlichen Kolbenrings und eines herkömmlichen Ölabstreifrings in einem Bauteil vereinen.A piston ring according to the invention for a piston, which can preferably be used for an internal combustion engine, comprises an annular body which extends along a circumferential direction of the piston ring. The circumferential direction runs both perpendicular to an axial direction of the piston ring, which extends along a central axis of the piston ring, and to a radial direction of the piston ring, which extends orthogonally to the axial direction away from the central axis. The ring body has a U-shaped profile in a section perpendicular to the circumferential direction. The U-shaped profile comprises a first and a second leg, both of which protrude outward in the radial direction from a base of the U-shaped profile which forms a radially inner end of the U-shaped profile. In this case - across the radial direction - a minimum value of a leg width of the first leg measured along the axial direction is smaller than the minimum value of the leg width of the second leg measured along the axial direction. In this way, it can advantageously be achieved that the two legs of the ring body, which can each form an annular rib of the piston ring, each have a different mechanical rigidity. This in turn offers the advantage that the less rigid annular rib can be placed particularly well on a cylinder wall of an internal combustion engine, which has an advantageous effect on a sealing effect of the piston ring. At the same time, the more rigidly designed annular rib can perform the function of a conventional oil control ring, as described at the beginning. The functionalities of a conventional piston ring and a conventional oil control ring can thus advantageously be combined in one component.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Kolbenrings weist der erste Schenkel des U-förmigen Profils eine (erste) Vertiefung auf, welche den minimalen Wert der Schenkelbreite des ersten Schenkels festlegt und welche eine entlang der Umfangsrichtung umlaufende (erste) Umfangsnut des Ringkörpers ausbildet. Vorteilhaft kann der Kolbenring somit zunächst mit einer einheitlichen Materialstärke der beiden Schenkel ausgebildet werden, wobei dann mittels der (ersten) Vertiefung der minimale Wert der Schenkelbreite des ersten Schenkels unter fertigungstechnischen Aspekten besonders einfach verringert werden kann.In an advantageous development of the piston ring, the first leg of the U-shaped profile has a (first) recess which defines the minimum value of the leg width of the first leg and which forms a (first) circumferential groove of the ring body running along the circumferential direction. Advantageously, the piston ring can thus initially be formed with a uniform material thickness of the two legs, with the minimum value of the leg width of the first leg then being able to be reduced particularly easily under manufacturing aspects by means of the (first) recess.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Kolbenrings ist die (erste) Vertiefung in dem Schnitt senkrecht zur Umfangsrichtung an einer dem zweiten Schenkel zugewandten Innenseite des ersten Schenkels angeordnet. Vorteilhaft kann somit eine passgenaue Aufnahme des Kolbenrings in einer dafür vorgesehenen Kolbennut eines Kolbens besonders gut gewährleistet werden.According to a further advantageous development of the piston ring, the (first) recess is in the section perpendicular to the circumferential direction on one of the Second leg facing inner side of the first leg arranged. A precisely fitting reception of the piston ring in a piston groove of a piston provided for this purpose can advantageously be guaranteed particularly well.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Kolbengrings weist der erste Schenkel des U-förmigen Profils zumindest eine weitere Vertiefung auf. Die zumindest eine weitere Vertiefung des ersten Schenkels des U-förmigen Profils ist in der radialen Richtung benachbart zur ersten Vertiefung angeordnet. Dabei bildet die zumindest eine weitere Vertiefung zumindest eine entlang der Umfangsrichtung umlaufende weitere Umfangsnut des Ringkörpers aus, welche vorzugsweise konzentrisch zur ersten Umfangsnut des Ringkörpers ist. Es versteht sich, dass auch mehrere solcher Vertiefungen bzw. Umfangsnuten, vorzugsweise konzentrisch zueinander, vorhanden sein können. Hierdurch kann vorteilhaft eine Flexibilität der vom ersten Schenkel gebildeten Ringrippe verbessert werden.In a further preferred development of the piston ring, the first leg of the U-shaped profile has at least one further recess. The at least one further recess of the first leg of the U-shaped profile is arranged adjacent to the first recess in the radial direction. In this case, the at least one further recess forms at least one further circumferential groove of the ring body which runs around the circumferential direction and which is preferably concentric to the first circumferential groove of the ring body. It goes without saying that several such depressions or circumferential grooves, preferably concentric to one another, can also be present. In this way, flexibility of the annular rib formed by the first leg can advantageously be improved.

Zweckmäßig sind zumindest zwei, vorzugsweise alle, Vertiefungen des ersten Schenkels an dessen Innenseite angeordnet. Damit lässt sich vorteilhaft eine bevorzugte Verformungsrichtung der vom ersten Schenkel gebildeten Ringrippe festlegen.At least two, preferably all, depressions of the first leg are expediently arranged on the inside thereof. A preferred direction of deformation of the annular rib formed by the first leg can thus advantageously be defined.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Kolbenrings bilden die benachbarten Vertiefungen in dem U-förmigen Profil gemeinsam eine gewellte Kontur der Innenseite des ersten Schenkels. Eine solche gewellte Kontur besticht durch eine besonders geringe Kerbwirkung der Vertiefungen.According to a further advantageous development of the piston ring, the adjacent depressions in the U-shaped profile jointly form a corrugated contour of the inside of the first leg. Such a corrugated contour impresses with a particularly low notch effect of the depressions.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Kolbenrings weist der erste Schenkel eine entlang der radialen Richtung von der Basis weg gemessene erste Schenkelhöhe auf. Der zweite Schenkel weist eine entlang der radialen Richtung von der Basis weg gemessene und von der ersten Schenkelhöhe verschiedene zweite Schenkelhöhe auf. Dies erlaubt es vorteilhaft, dass der Kolbenring sowohl die eingangs aufgezeigte Funktion eines herkömmlichen Kolbenrings als auch eines herkömmlichen Ölabstreifrings in einem Bauteil vereint wahrnehmen kann.According to a further preferred development of the piston ring, the first leg has a first leg height measured away from the base along the radial direction. The second limb has a second limb height measured along the radial direction away from the base and different from the first limb height. This advantageously allows the piston ring to perform both the function of a conventional piston ring and of a conventional oil control ring, which was shown at the outset, combined in one component.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Kolbenrings sind eine von dem ersten Schenkel ausgebildete erste Ringrippe des Ringkörpers und eine von dem zweiten Schenkel ausgebildete zweite Ringrippe des Ringkörpers elastisch verformbar. Dabei weist die erste Ringrippe eine höhere Elastizität auf als die zweite Ringrippe. Vorteilhaft kann somit die erste Ringrippe besonders gut elastisch an eine Zylinderwandung einer Brennkraftmaschine angelegt und dabei ein erforderliches Kolbenspiel unter zuverlässiger Abdichtung besonders gut ausgeglichen werden.According to a further preferred development of the piston ring, a first annular rib of the annular body formed by the first leg and a second annular rib of the annular body formed by the second leg are elastically deformable. The first annular rib has a higher elasticity than the second annular rib. Advantageously, the first annular rib can thus be applied particularly well elastically to a cylinder wall of an internal combustion engine and a required piston play can be compensated for particularly well with reliable sealing.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Kolbenrings sieht vor, dass die erste Ringrippe an einer bezüglich der axialen Richtung und bezüglich der radialen Richtung äußeren ersten Außenkante der ersten Ringrippe angefast ist. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Ringrippe an einer bezüglich der radialen Richtung äußeren und der ersten Ringrippe entlang der axialen Richtung zugewandten zweiten Außenkante angefast. Vorteilhaft kann somit ein Verkanten des Kolbenrings besonders wirksam vermieden werden.A further advantageous development of the piston ring provides that the first annular rib is chamfered on a first outer edge of the first annular rib which is outer with respect to the axial direction and with respect to the radial direction. As an alternative or in addition, the second annular rib is chamfered on a second outer edge facing the first annular rib along the axial direction and outer edge with respect to the radial direction. Tilting of the piston ring can thus advantageously be avoided in a particularly effective manner.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Kolbenrings ist an der ersten Ringrippe in der radialen Richtung außen eine erste Lauffläche vorhanden. An der zweiten Ringrippe in der radialen Richtung außen ist eine zweite Lauffläche vorhanden. Dabei ist die erste und/oder die zweite Ringrippe an ihrer Lauffläche gehärtet oder beschichtet. Ein solcher Kolbenring ist besonders verschleißbeständig.According to a further preferred development of the piston ring, a first running surface is provided on the first ring rib on the outside in the radial direction. A second running surface is provided on the second annular rib on the outside in the radial direction. The first and / or the second annular rib is hardened or coated on its running surface. Such a piston ring is particularly wear-resistant.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Kolben, welcher zweckmäßig für eine Brennkraftmaschine einsetzbar ist. Der Kolben weist einen Kolbenkörper auf, welcher eine umlaufende Kolbennut umfasst. Außerdem umfasst der Kolben einen erfindungsgemäßen Kolbenring gemäß der voranstehenden Beschreibung, welcher in der Kolbennut des Kolbens aufgenommen ist. Zweckmäßig kann der Kolben einen zusätzlichen herkömmlichen Kolbenring aufweisen. Die voranstehend aufgezeigten Vorteile des erfindungsgemäßen Kolbenrings übertragen sich auch auf den erfindungsgemäßen Kolben mit einem solchen Kolbenring. Außerdem kann - wie oben bereits angedeutet - eine Kompressionshöhe des Kolbens im Vergleich zu herkömmlichen Kolben beim Einsatz des erfindungsgemäßen Kolbenrings verringert werden.The invention also relates to a piston which can expediently be used for an internal combustion engine. The piston has a piston body which comprises a circumferential piston groove. In addition, the piston comprises a piston ring according to the invention as described above, which is received in the piston groove of the piston. The piston can expediently have an additional conventional piston ring. The above-mentioned advantages of the piston ring according to the invention are also transferred to the piston according to the invention with such a piston ring. In addition, as already indicated above, a compression height of the piston can be reduced in comparison with conventional pistons when using the piston ring according to the invention.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Kolbens weist der Kolbenkörper in der axialen Richtung einen Ends einen Kolbenboden auf. Dabei ist der Kolbenring des Kolbens so in der Kolbennut angeordnet, dass der erste Schenkel des U-förmigen Profils des Kolbenrings entlang der axialen Richtung dem Kolbenboden zugewandt ist. Dies erlaubt es, dass die vom ersten Schenkel gebildete Ringrippe die Funktion eines herkömmlichen Kolbenrings und die vom zweiten Schenkel gebildete Ringrippe die Funktion eines herkömmlichen Ölabstreifrings realisieren kann. Zweckmäßig kann ein zusätzlicher herkömmlicher Kolbenring bezüglich der axialen Richtung zwischen dem Kolbenboden und dem erfindungsgemäßen Kolbenring an dem Kolbenkörper angeordnet sein.According to an advantageous development of the piston, the piston body has a piston head at one end in the axial direction. The piston ring of the piston is arranged in the piston groove in such a way that the first leg of the U-shaped profile of the piston ring faces the piston head along the axial direction. This allows the annular rib formed by the first leg to perform the function of a conventional piston ring and the annular rib formed by the second leg to perform the function of a conventional oil control ring. An additional conventional piston ring can expediently be arranged on the piston body with respect to the axial direction between the piston head and the piston ring according to the invention.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung. Die Brennkraftmaschine umfasst wenigstens einen, vorzugsweise mehrere, Zylinder. Außerdem umfasst die Brennkraftmaschine einen erfindungsgemäßen Kolben gemäß der voranstehenden Beschreibung, welcher in dem wenigstens einen Zylinder der Brennkraftmaschine geführt ist. Zweckmäßig umfasst die Brennkraftmaschine mehrere Zylinder, von welchen in zumindest einem der erfindungsgemäße Kolben geführt ist. Besonders zweckmäßig ist in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein derartiger erfindungsgemäßer Kolben geführt. Die zuvor aufgezeigten Vorteile des erfindungsgemäßen Kolbens übertragen sich auch auf die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einem solchen Kolben.The invention also relates to an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine with external ignition. The internal combustion engine comprises at least one, preferably several, cylinders. In addition, the internal combustion engine comprises a piston according to the invention according to the preceding description, which is guided in the at least one cylinder of the internal combustion engine. The internal combustion engine expediently comprises several cylinders, of which the piston according to the invention is guided in at least one. Such a piston according to the invention is particularly expediently guided in each cylinder of the internal combustion engine. The advantages of the piston according to the invention shown above are also transferred to the internal combustion engine according to the invention with such a piston.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Kolbenrings, insbesondere eines erfindungsgemäßen Kolbenrings gemäß der voranstehenden Beschreibung. Das Verfahren umfasst eine Maßnahme a), gemäß welcher ein Roh-Ringkörper bereitgestellt wird. Der Roh-Ringkörper erstreckt sich entlang einer Umfangsrichtung des Kolbenrings, wobei die Umfangsrichtung senkrecht sowohl zu einer axialen Richtung des Kolbenrings, die sich entlang einer Mittelachse des Kolbenrings erstreckt, als auch zu einer radialen Richtung des Kolbenrings verläuft, die sich orthogonal zur axialen Richtung von der Mittelachse weg erstreckt. Dabei weist der Roh-Ringkörper in einem Schnitt senkrecht zur Umfangsrichtung ein U-förmiges Profil auf, welches einen ersten und einen zweiten Schenkel umfasst. Die beiden Schenkel des U-förmigen Profils stehen in der radialen Richtung von einer ein radial inneres Ende des U-förmigen Profils bildenden Basis des U-förmigen Profils nach außen ab. Zum Erzeugen des Roh-Ringkörpers kann bevorzugt ein flächiger Blechzuschnitt umgeformt werden oder ein profiliertes Halbzeug ringförmig gebogen werden. Außerdem umfasst das Verfahren eine Maßnahme b), gemäß welcher eine in der axialen Richtung gemessene Schenkelbreite des ersten Schenkels, bevorzugt auf einen minimalen Wert der Schenkelbreite des ersten Schenkels, geändert, insbesondere verringert, wird. Dabei wird gemäß Maßnahme b) der minimale Wert der Schenkelbreite des ersten Schenkels derart geändert, vorzugsweise reduziert, dass der minimale Wert der Schenkelbreite des ersten Schenkels gegenüber einem minimalen Wert einer in der axialen Richtung gemessenen Schenkelbreite des zweiten Schenkels geändert, insbesondere verringert, wird. Das Ändern der Schenkelbreite des ersten Schenkels gemäß Maßnahme b) wird dabei bevorzugt mittels Zerspanens und/oder Umformens, besonders bevorzugt mittels Prägens, vorgenommen. Vorteilhaft ist so mittels des Verfahrens ein die oben aufgezeigten Vorteile aufweisender Kolbenring, insbesondere erfindungsgemäßer Kolbenring, erzeugbar.The invention also relates to a method for producing a piston ring, in particular a piston ring according to the invention in accordance with the description above. The method comprises a measure a), according to which a raw ring body is provided. The raw ring body extends along a circumferential direction of the piston ring, the circumferential direction being perpendicular to both an axial direction of the piston ring, which extends along a central axis of the piston ring, and to a radial direction of the piston ring, which is orthogonal to the axial direction of extending away from the central axis. In this case, the raw ring body has, in a section perpendicular to the circumferential direction, a U-shaped profile which comprises a first and a second leg. The two legs of the U-shaped profile protrude outward in the radial direction from a base of the U-shaped profile that forms a radially inner end of the U-shaped profile. To produce the raw ring body, a flat sheet metal blank can preferably be reshaped or a profiled semi-finished product can be bent into a ring. In addition, the method comprises a measure b) according to which a leg width of the first leg measured in the axial direction is changed, in particular reduced, preferably to a minimum value of the leg width of the first leg. According to measure b), the minimum value of the leg width of the first leg is changed, preferably reduced, in such a way that the minimum value of the leg width of the first leg is changed, in particular reduced, compared to a minimum value of a leg width of the second leg measured in the axial direction. The change in the leg width of the first leg according to measure b) is preferably carried out by means of machining and / or reshaping, particularly preferably by means of embossing. In this way, a piston ring having the advantages indicated above, in particular a piston ring according to the invention, can advantageously be produced by means of the method.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Verfahren eine weitere Maßnahme c), welche zeitlich nach oder zeitgleich mit Maßnahme b) durchgeführt wird. Diese Maßnahme c) des Verfahrens sieht vor, dass eine in der axialen Richtung außen gelegene Stirnfläche der ersten Ringrippe geebnet wird. Vorzugsweise wird die Stirnfläche der ersten Ringrippe gemäß Maßnahme c) plangeschliffen. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf eine Genauigkeit eines axialen Endma-ßes des Kolbenrings aus. Ferner kann so der minimale Wert der Schenkelbreite des ersten Schenkels besonders einfach und präzise festgelegt werden.According to an advantageous development, the method comprises a further measure c), which is carried out after or at the same time as measure b). This measure c) of the method provides that an end face of the first annular rib that is on the outside in the axial direction is leveled. The end face of the first annular rib is preferably ground flat in accordance with measure c). This has a particularly advantageous effect on the accuracy of an axial end dimension of the piston ring. Furthermore, the minimum value of the leg width of the first leg can be determined particularly simply and precisely in this way.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures on the basis of 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 goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, 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, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch

  • 1 in einem Schnitt senkrecht zu einer Umfangsrichtung ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit einem ebenfalls beispielhaft dargestellten und erfindungsgemäßen Kolben, welcher ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kolbenrings aufweist;
  • 2 in einem Schnitt senkrecht zur Umfangsrichtung ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Kolbenrings;
  • 3 in einem Schnitt senkrecht zur Umfangsrichtung ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Kolbenrings;
  • 4 in einem Schnitt senkrecht zur Umfangsrichtung eine Momentaufnahme eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Kolbenrings bei der Durchführung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines solchen Kolbenrings;
  • 5 in einem Blockschaubild ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Kolbenrings.
It show, each schematically
  • 1 in a section perpendicular to a circumferential direction, an example of an internal combustion engine according to the invention with a piston according to the invention, likewise illustrated by way of example, which has an example of a piston ring according to the invention;
  • 2 in a section perpendicular to the circumferential direction, another example of a piston ring according to the invention;
  • 3 in a section perpendicular to the circumferential direction, another example of a piston ring according to the invention;
  • 4th in a section perpendicular to the circumferential direction, a snapshot of an example of a piston ring according to the invention when performing an example method according to the invention for producing such a piston ring;
  • 5 in a block diagram an example of the method according to the invention for producing a piston ring according to the invention.

In der 1 ist in einem Schnitt 3, welcher senkrecht zu einer Umfangsrichtung U eines Kolbenrings 1 verläuft, beispielhaft ein solcher, erfindungsgemäßer Kolbenring 1 gezeigt. Ferner zeigt die 1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens 30, welcher den Kolbenring 1 umfasst. Dabei weist der Kolben 30 einen Kolbenkörper 31 auf. Der Kolbenkörper 31 umfasst eine umlaufende Kolbennut 32, in welcher der Kolbenring 1 teilweise aufgenommen ist. Die Umfangsrichtung U des Kolbenrings 1 erstreckt sich sowohl senkrecht zu einer axialen Richtung A des Kolbenrings 1, die sich entlang einer Mittelachse M des Kolbenrings 1 erstreckt, als auch senkrecht zu einer radialen Richtung R des Kolbenrings 1, die sich orthogonal zur axialen Richtung A von der Mittelachse M weg erstreckt. Der Kolbenring 1 weist einen Ringkörper 2 auf, welcher sich entlang der Umfangsrichtung U des Kolbenrings 1 erstreckt. Der Ringkörper 2 weist in dem Schnitt 3 senkrecht zur Umfangsrichtung U ein U-förmiges Profil 4 auf. Das U-förmige Profil 4 des Ringkörpers 2 umfasst einen ersten und einen zweiten Schenkel 5, 6. Die beiden Schenkel 5, 6 des U-förmigen Profils 4 stehen in der radialen Richtung R von einer Basis 8 des U-förmigen Profils 4, welche ein radial inneres Ende 7 des U-förmigen Profils 4 bildet, nach außen ab. Der erste Schenkel 5 und der zweite Schenkel 6 weisen jeweils eine entlang der axialen Richtung A gemessene Schenkelbreite B auf. Dabei ist über die radiale Richtung R hinweg ein minimaler Wert 9 der Schenkelbreite B des ersten Schenkels 5 kleiner als der minimale Wert 9 der Schenkelbreite B des zweiten Schenkels 6.In the 1 is in one cut 3 , which is perpendicular to a circumferential direction U of a Piston ring 1 runs, for example, such a piston ring according to the invention 1 shown. Furthermore, the 1 an example of a piston according to the invention 30th , which is the piston ring 1 includes. The piston points 30th a piston body 31 on. The piston body 31 includes a circumferential piston groove 32 , in which the piston ring 1 is partially included. The circumferential direction U of the piston ring 1 extends both perpendicular to an axial direction A of the piston ring 1 extending along a central axis M of the piston ring 1 extends, as well as perpendicular to a radial direction R of the piston ring 1 , which extends orthogonally to the axial direction A away from the central axis M. The piston ring 1 has an annular body 2 on, which extends along the circumferential direction U of the piston ring 1 extends. The ring body 2 points in the cut 3 perpendicular to the circumferential direction U a U-shaped profile 4th on. The U-shaped profile 4th of the ring body 2 comprises a first and a second leg 5 , 6th . The two legs 5 , 6th of the U-shaped profile 4th stand in the radial direction R from a base 8th of the U-shaped profile 4th which has a radially inner end 7th of the U-shaped profile 4th forms to the outside. The first leg 5 and the second leg 6th each have a leg width B measured along the axial direction A. There is a minimum value across the radial direction R. 9 the leg width B of the first leg 5 less than the minimum value 9 the leg width B of the second leg 6th .

Gemäß 1 weist der Kolbenkörper 31 des Kolbens 30 in der axialen Richtung A betrachtet einen Ends einen Kolbenboden 33 auf. Dabei ist der Kolbenring 1 derart in der Kolbennut 32 angeordnet, dass der erste Schenkel 5 des U-förmigen Profils 4 des Kolbenrings 1 entlang der axialen Richtung A dem Kolbenboden 33 des Kolbens 30 zugewandt ist.According to 1 has the piston body 31 of the piston 30th in the axial direction A, one end views a piston head 33 on. Here is the piston ring 1 like this in the piston groove 32 arranged that the first leg 5 of the U-shaped profile 4th of the piston ring 1 along the axial direction A of the piston head 33 of the piston 30th is facing.

Die 1 illustriert außerdem eine beispielhaft in der Art eines Teilschnitts gezeigte Brennkraftmaschine 40, welche im gezeigten Beispiel eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung 41 ist. Die Brennkraftmaschine 40 umfasst wenigstens einen Zylinder 42, wobei zweckmäßigerweise mehrere solcher Zylinder 42 vorgesehen sind. Die Brennkraftmaschine 40 umfasst außerdem einen Kolben 30, welcher wie voranstehend bereits aufgezeigt und beschrieben in der 1 ebenfalls beispielhaft gezeigt ist. Der Kolben 30 ist dabei in dem wenigstens einen Zylinder 42 der Brennkraftmaschine 40 geführt. Der Kolbenboden 33 begrenzt im gezeigten Beispiel zusammen mit dem Zylinder 42 einen Brennraum der Brennkraftmaschine 40 teilweise.the 1 also illustrates an internal combustion engine shown by way of example in the manner of a partial section 40 , which in the example shown is an internal combustion engine with spark ignition 41 is. The internal combustion engine 40 comprises at least one cylinder 42 , with expediently several such cylinders 42 are provided. The internal combustion engine 40 also includes a piston 30th , which as shown and described above in the 1 is also shown by way of example. The piston 30th is in the at least one cylinder 42 the internal combustion engine 40 guided. The piston crown 33 limited in the example shown together with the cylinder 42 a combustion chamber of the internal combustion engine 40 partially.

1 lässt außerdem erkennen, dass der erste Schenkel 5 des U-förmigen Profils 4 des Kolbenrings 1 eine (erste) Vertiefung 10 aufweist. Dabei ist der minimale Wert 9 der entlang der axialen Richtung A gemessenen Schenkelbreite B des ersten Schenkels 5 durch die erste Vertiefung 10 festgelegt. Mit anderen Worten, die Schenkelbreite B des ersten Schenkels 5 ist gegenüber den zur Vertiefung 10 komplementären Abschnitten des ersten Schenkels 5 reduziert. Die erste Vertiefung 10 des ersten Schenkels 5 des U-förmigen Profils 4 bildet eine entlang der Umfangsrichtung U umlaufende erste Umfangsnut 11 des Ringkörpers 2 aus. Es ist ferner erkennbar, dass die erste Vertiefung 10 in dem Schnitt 3 senkrecht zur Umfangsrichtung U an einer dem zweiten Schenkel 6 des U-förmigen Profils 4 zugewandten Innenseite 12 des ersten Schenkels 5 angeordnet ist. Dem gezeigten Beispiel entsprechend kann dabei der zweite Schenkel 6 im Wesentlichen frei von Vertiefungen sein. Zweckmäßig kann die Schenkelbreite B des zweiten Schenkels 6 denselben Wert aufweisen wie jene des ersten Schenkels 5 in den zur Vertiefung 10 komplementären Abschnitten. 1 also reveals that the first leg 5 of the U-shaped profile 4th of the piston ring 1 a (first) recess 10 having. Where is the minimum value 9 the leg width B of the first leg measured along the axial direction A 5 through the first recess 10 set. In other words, the leg width B of the first leg 5 is opposite to the deepening 10 complementary sections of the first leg 5 reduced. The first deepening 10 of the first leg 5 of the U-shaped profile 4th forms a circumferential first circumferential groove running along the circumferential direction U 11 of the ring body 2 the end. It can also be seen that the first depression 10 in the cut 3 perpendicular to the circumferential direction U on one of the second legs 6th of the U-shaped profile 4th facing inside 12th of the first leg 5 is arranged. In this case, the second leg can correspond to the example shown 6th be essentially free of pits. The leg width B of the second leg can expediently 6th have the same value as that of the first leg 5 in the for deepening 10 complementary sections.

2 zeigt in einem Schnitt 3 senkrecht zur Umfangsrichtung U ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Kolbenrings 1. Diesem Beispiel entsprechend weist der erste Schenkel 5 des U-förmigen Profils 4 zumindest eine - im in 2 gezeigten Beispiel genau eine - weitere (zweite) Vertiefung 13 auf. Die weitere Vertiefung 13 ist in der radialen Richtung R betrachtet benachbart zur ersten Vertiefung 10 angeordnet. Dabei bildet die weitere Vertiefung 13 eine entlang der Umfangsrichtung U umlaufende weitere Umfangsnut 14 des Ringkörpers 2 aus. Zweckmäßig kann die Schenkelbreite B des zweiten Schenkels 6 denselben Wert aufweisen wie jene des ersten Schenkels 5 in den zu den Vertiefungen 10, 13 komplementären Abschnitten. 2 shows in a section 3 perpendicular to the circumferential direction U another example of a piston ring according to the invention 1 . According to this example, the first leg 5 of the U-shaped profile 4th at least one - im in 2 shown example exactly one - further (second) recess 13th on. The further deepening 13th is adjacent to the first recess when viewed in the radial direction R 10 arranged. This forms the further deepening 13th a circumferential further circumferential groove along the circumferential direction U 14th of the ring body 2 the end. The leg width B of the second leg can expediently 6th have the same value as that of the first leg 5 in the to the wells 10 , 13th complementary sections.

3 illustriert in einem Schnitt 3 senkrecht zur Umfangsrichtung U ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Kolbenrings 1. Diesem Beispiel entsprechend sind zusätzlich zur ersten Vertiefung 10, welche die erste Umfangsnut 11 ausbildet, mehrere radial benachbarte Vertiefungen 13 an der Innenseite 12 des ersten Schenkels 5 vorhanden. Diese weiteren Vertiefungen 13 bilden je eine weitere Umfangsnut 14 des Ringkörpers 2 aus. Dem gezeigten Beispiel entsprechend kann dabei der zweite Schenkel 6 im Wesentlichen frei von Vertiefungen sein. Zweckmäßig kann die Schenkelbreite B des zweiten Schenkels 6 denselben Wert aufweisen wie jene des ersten Schenkels 5 in den zu den Vertiefungen 10, 13 komplementären Abschnitten. 3 illustrated in one section 3 perpendicular to the circumferential direction U another example of a piston ring according to the invention 1 . Corresponding to this example are in addition to the first specialization 10 which is the first circumferential groove 11 forms a plurality of radially adjacent depressions 13th on the inside 12th of the first leg 5 available. These further indentations 13th each form a further circumferential groove 14th of the ring body 2 the end. In this case, the second leg can correspond to the example shown 6th be essentially free of pits. The leg width B of the second leg can expediently 6th have the same value as that of the first leg 5 in the to the wells 10 , 13th complementary sections.

Gemäß den 2 und 3 bilden die benachbarten Vertiefungen 10, 13 in dem U-förmigen Profil 4 gemeinsam eine gewellte Kontur 15 der Innenseite 12 des ersten Schenkels 5. Der erste Schenkel 5 weist eine entlang der radialen Richtung R von der Basis 8 weg gemessene erste Schenkelhöhe H1 auf. Der zweite Schenkel 6 weist eine entlang der radialen Richtung R von der Basis 8 weg gemessene zweite Schenkelhöhe H2 auf. Den gezeigten Beispielen entsprechend ist die erste Schenkelhöhe H1 des ersten Schenkels 5 verschieden zur zweiten Schenkelhöhe H2 des zweiten Schenkels 6 ausgebildet. Dabei ist im Beispiel der 2 die zweite Schenkelhöhe H2 des zweiten Schenkels 6 größer als die erste Schenkelhöhe H1 des ersten Schenkels 5 und im Beispiel der 3 die erste Schenkelhöhe H1 des ersten Schenkels 5 größer als die zweite Schenkelhöhe H2 des zweiten Schenkels 6. Die Schenkelhöhen H1, H2 werden von einem innenseitig radial innersten Punkt der Basis 8 des U-förmigen Profils 4 in der radialen Richtung R nach außen gemessen.According to the 2 and 3 form the neighboring depressions 10 , 13th in the U-shaped profile 4th together a wavy contour 15th the inside 12th of the first leg 5 . The first leg 5 has one along the radial direction R from the base 8th first leg height measured away H1 on. The second leg 6th has one along the radial direction R from the base 8th second leg height measured away H2 on. The one shown The first leg height is corresponding to the examples H1 of the first leg 5 different from the second leg height H2 of the second leg 6th educated. In the example, the 2 the second leg height H2 of the second leg 6th greater than the first leg height H1 of the first leg 5 and in the example of 3 the first leg height H1 of the first leg 5 greater than the second leg height H2 of the second leg 6th . The thigh heights H1 , H2 are from an inside radially innermost point of the base 8th of the U-shaped profile 4th measured outward in the radial direction R.

In den in den 1 bis 3 gezeigten Beispielen des Kolbenrings 1 sind alle Vertiefungen 10, 13 des ersten Schenkels 5 an dessen Innenseite 12 angeordnet. Den illustrierten Beispielen entsprechend bildet der erste Schenkel 5 des U-förmigen Profils 4 eine erste Ringrippe 16 des Ringkörpers 2. Der zweite Schenkel 6 des U-förmigen Profils 4 bildet eine zweite Ringrippe 17 des Ringkörpers 2 aus. Die erste Ringrippe 16 und die zweite Ringrippe 17 des Ringkörpers 2 sind elastisch verformbar. Dabei weist den gezeigten Beispielen entsprechend die erste Ringrippe 16 eine höhere Elastizität auf als die zweite Ringrippe 17. Die zweite Ringrippe 17 ist also steifer ausgebildet als die erste Ringrippe 16. Die erste Ringrippe 16 weist eine bezüglich der axialen Richtung A und bezüglich der radialen Richtung R äußere erste Außenkante 18 auf. An der ersten Außenkante 18 der ersten Ringrippe 16 ist die erste Ringrippe 16 angefast. Die zweite Ringrippe 17 weist eine bezüglich der radialen Richtung R äußere und der ersten Ringrippe 16 entlang der axialen Richtung A zugewandte zweite Außenkante 19 auf. Die zweite Ringrippe 17 ist an der zweiten Außenkante 19 der zweiten Ringrippe 17 angefast. Es versteht sich, dass alternativ zu den in den 1 bis 3 gezeigten Beispielen auch lediglich entweder die erste Außenkante 18 der ersten Ringrippe 16 oder die zweite Außenkante 19 der zweiten Ringrippe 17 angefast sein kann. Alternativ kann auf eine Fase der ersten bzw. der zweiten Außenkante 18, 19 verzichtet sein.In the in the 1 until 3 shown examples of the piston ring 1 are all wells 10 , 13th of the first leg 5 on the inside 12th arranged. According to the illustrated examples, the first leg forms 5 of the U-shaped profile 4th a first ring rib 16 of the ring body 2 . The second leg 6th of the U-shaped profile 4th forms a second ring rib 17th of the ring body 2 the end. The first ring rib 16 and the second ring rib 17th of the ring body 2 are elastically deformable. According to the examples shown, the first annular rib has 16 a higher elasticity than the second ring rib 17th . The second ring rib 17th is thus made more rigid than the first annular rib 16 . The first ring rib 16 has an outer first outer edge with respect to the axial direction A and with respect to the radial direction R 18th on. On the first outer edge 18th the first ring rib 16 is the first ring rib 16 chamfered. The second ring rib 17th has an outer ring rib with respect to the radial direction R and the first ring rib 16 along the axial direction A facing second outer edge 19th on. The second ring rib 17th is on the second outer edge 19th the second ring rib 17th chamfered. It is understood that as an alternative to those in the 1 until 3 Examples shown only either the first outer edge 18th the first ring rib 16 or the second outer edge 19th the second ring rib 17th can be chamfered. Alternatively, a bevel can be applied to the first or second outer edge 18th , 19th be waived.

Gemäß den 1 bis 3 ist an der ersten Ringrippe 16 des Kolbenrings 1 in der radialen Richtung R außen eine erste Lauffläche 20 ausgebildet. Analog ist an der zweiten Ringrippe 17 in der radialen Richtung R außen eine zweite Lauffläche 21 ausgebildet. Dabei ist die erste Ringrippe 16 an ihrer Lauffläche 20 gehärtet oder beschichtet. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Ringrippe 17 an ihrer Lauffläche 21 gehärtet oder beschichtet.According to the 1 until 3 is on the first ring rib 16 of the piston ring 1 a first running surface on the outside in the radial direction R 20th educated. The same is true of the second ring rib 17th a second running surface on the outside in the radial direction R 21 educated. Here is the first ring rib 16 on their tread 20th hardened or coated. As an alternative or in addition, there is the second annular rib 17th on their tread 21 hardened or coated.

In der 5 ist in einem Blockschaubild beispielhaft ein erfindungsgemäßes Verfahren 50 zum Herstellen eines Kolbenrings 1 gezeigt. Zweckmäßig ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens 50 ein erfindungsgemäßer Kolbenring 1 herstellbar, wie ein solcher beispielhaft voranstehend beschrieben ist. Das Verfahren 50 umfasst eine erste Maßnahme a). Die erste Maßnahme a) des Verfahrens 50 sieht ein Bereitstellen eines Roh-Ringkörpers 2' vor. Der Roh-Ringkörper 2' erstreckt sich entlang einer Umfangsrichtung U des Kolbenrings 1, wobei die Umfangsrichtung U senkrecht sowohl zu einer axialen Richtung A des Kolbenrings 1, die sich entlang einer Mittelachse M des Kolbenrings 1 erstreckt, als auch zu einer radialen Richtung R des Kolbenrings 1 verläuft, die sich orthogonal zur axialen Richtung A von der Mittelachse M weg erstreckt. Dabei weist der Roh-Ringkörper 2' in einem Schnitt 3 senkrecht zur Umfangsrichtung U ein U-förmiges Profil 4 auf, welches einen ersten und einen zweiten Schenkel 5, 6 umfasst. Die beiden Schenkel 5, 6 stehen in der radialen Richtung R von einer ein radial inneres Ende 7 des U-förmigen Profils 4 bildenden Basis 8 des U-förmigen Profils 4 nach außen ab. Das Verfahren 50 umfasst außerdem eine weitere Maßnahme b), gemäß welcher eine in der axialen Richtung A gemessene Schenkelbreite B des ersten Schenkels 5 auf einen minimalen Wert 9 der Schenkelbreite B des ersten Schenkels 5 geändert, beispielsweise verringert, wird. Dabei wird der minimale Wert 9 der Schenkelbreite B des ersten Schenkels 5 gemäß der Maßnahme b) derart geändert bzw. reduziert, dass die Schenkelbreite B des ersten Schenkels 5 kleiner ist als ein - vorzugsweise minimaler - Wert 9 einer in der axialen Richtung A gemessenen Schenkelbreite B des zweiten Schenkels 6. Dieses Verringern des minimalen Werts 9 der Schenkelbreite B des ersten Schenkels 5 wird beispielsweise mittels Zerspanens und/oder Umformens, insbesondere mittels Prägens, vorgenommen. Dem in der 5 illustrierten Beispiel entsprechend umfasst das Verfahren 50 eine weitere Maßnahme c), welche zeitlich nach Maßnahme b) oder zeitgleich mit Maßnahme b) durchgeführt wird. Gemäß dieser Maßnahme c) erfolgt ein Ebnen einer in der axialen Richtung A außen gelegenen Stirnfläche der ersten Ringrippe 16.In the 5 is an example of a method according to the invention in a block diagram 50 for making a piston ring 1 shown. It is expedient by means of the method according to the invention 50 a piston ring according to the invention 1 can be produced, as such is described above by way of example. The procedure 50 includes a first measure a). The first measure a) of the procedure 50 sees providing a raw ring body 2 ' before. The raw ring body 2 ' extends along a circumferential direction U of the piston ring 1 , wherein the circumferential direction U is perpendicular to both an axial direction A of the piston ring 1 extending along a central axis M of the piston ring 1 extends, as well as to a radial direction R of the piston ring 1 which extends orthogonally to the axial direction A from the central axis M away. The raw ring body 2 ' in one cut 3 perpendicular to the circumferential direction U a U-shaped profile 4th on which a first and a second leg 5 , 6th includes. The two legs 5 , 6th stand in the radial direction R from a radially inner end 7th of the U-shaped profile 4th forming base 8th of the U-shaped profile 4th outwards. The procedure 50 also comprises a further measure b), according to which a leg width B of the first leg measured in the axial direction A 5 to a minimum value 9 the leg width B of the first leg 5 is changed, for example reduced. The minimum value is 9 the leg width B of the first leg 5 according to measure b) changed or reduced in such a way that the leg width B of the first leg 5 is smaller than a - preferably minimal - value 9 a leg width B of the second leg measured in the axial direction A 6th . This reducing the minimum value 9 the leg width B of the first leg 5 is carried out, for example, by means of machining and / or reshaping, in particular by means of embossing. That in the 5 Corresponding to the illustrated example comprises the method 50 a further measure c), which is carried out after measure b) or at the same time as measure b). According to this measure c), an end face of the first annular rib which is on the outside in the axial direction A is leveled 16 .

In der 4 ist in einem Schnitt senkrecht zur Umfangsrichtung U in der Art einer Momentaufnahme während der Durchführung des Verfahrens 50 ein Roh-Ringkörper 2' des Kolbenrings 1 gezeigt. Es ist erkennbar, dass die erste Ringrippe 16, welche von dem ersten Schenkel 5 des U-förmigen Profils 4 ausgebildet ist, bereits gemäß Maßnahme b) zum Ändern der Schenkelbreite B des ersten Schenkels 5 umgeformt wurde. Mittels dieses Umformens sind die erste Vertiefung 10 und die zweite Vertiefung 13 an dem ersten Schenkel 5 erzeugt worden. Gemäß der Maßnahme c) wird nun die Stirnfläche 22, welche infolge des Umformens in Maßnahme b) uneben ausgebildet ist, geebnet. Hierzu wird die Stirnfläche 22 der ersten Ringrippe 16 beispielsweise plangeschliffen. Damit einher geht ein Festlegen des minimalen Werts 9 der Schenkelbreite B des ersten Schenkels 5.In the 4th is in a section perpendicular to the circumferential direction U in the manner of a snapshot during the implementation of the method 50 a raw ring body 2 ' of the piston ring 1 shown. It can be seen that the first annular rib 16 which of the first leg 5 of the U-shaped profile 4th is designed, already according to measure b) for changing the leg width B of the first leg 5 was reshaped. By means of this reshaping are the first indentation 10 and the second depression 13th on the first leg 5 has been generated. According to measure c), the end face is now 22nd , which is formed uneven as a result of the forming in measure b), leveled. To do this, the face 22nd the first ring rib 16 for example ground flat. This is accompanied by a definition of the minimum value 9 the leg width B of the first leg 5 .

Claims (15)

Kolbenring (1) für einen Kolben (30), insbesondere für eine Brennkraftmaschine (40), - mit einem Ringkörper (2), der sich entlang einer Umfangsrichtung (U) des Kolbenrings (1) erstreckt, wobei die Umfangsrichtung (U) senkrecht sowohl zu einer axialen Richtung (A) des Kolbenrings (1), die sich entlang einer Mittelachse (M) des Kolbenrings (1) erstreckt, als auch zu einer radialen Richtung (R) des Kolbenrings (1) verläuft, die sich orthogonal zur axialen Richtung (A) von der Mittelachse (M) weg erstreckt, - wobei der Ringkörper (2) in einem Schnitt (3) senkrecht zur Umfangsrichtung (U) ein U-förmiges Profil (4) aufweist, welches einen ersten und einen zweiten Schenkel (5, 6) umfasst, die beide in der radialen Richtung (R) von einer ein radial inneres Ende (7) des U-förmigen Profils (4) bildenden Basis (8) des U-förmigen Profils (4) nach außen abstehen, - wobei - über die radiale Richtung (R) hinweg - ein minimaler Wert (9) einer entlang der axialen Richtung (A) gemessenen Schenkelbreite (B) des ersten Schenkels (5) kleiner ist als der minimale Wert (9) der entlang der axialen Richtung (A) gemessenen Schenkelbreite (B) des zweiten Schenkels (6).Piston ring (1) for a piston (30), in particular for an internal combustion engine (40), - With an annular body (2) which extends along a circumferential direction (U) of the piston ring (1), wherein the circumferential direction (U) is perpendicular to both an axial direction (A) of the piston ring (1), which extends along a central axis ( M) of the piston ring (1) extends as well as to a radial direction (R) of the piston ring (1) which extends orthogonally to the axial direction (A) away from the central axis (M), - wherein the ring body (2) in a section (3) perpendicular to the circumferential direction (U) has a U-shaped profile (4) which comprises a first and a second leg (5, 6), both in the radial direction ( R) protrude outward from a base (8) of the U-shaped profile (4) forming a radially inner end (7) of the U-shaped profile (4), - wherein - across the radial direction (R) - a minimum value (9) of a leg width (B) of the first leg (5) measured along the axial direction (A) is smaller than the minimum value (9) along the axial Direction (A) measured leg width (B) of the second leg (6). Kolbenring (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (5) des U-förmigen Profils (4) eine (erste) Vertiefung (10) aufweist, welche den minimalen Wert (9) der Schenkelbreite (B) des ersten Schenkels (5) festlegt und welche eine entlang der Umfangsrichtung (U) umlaufende (erste) Umfangsnut (11) des Ringkörpers (2) ausbildet.Piston ring (1) Claim 1 , characterized in that the first leg (5) of the U-shaped profile (4) has a (first) recess (10) which defines the minimum value (9) of the leg width (B) of the first leg (5) and which forms a circumferential (first) circumferential groove (11) of the annular body (2) running along the circumferential direction (U). Kolbenring (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die (erste) Vertiefung (10) in dem Schnitt (3) senkrecht zur Umfangsrichtung (U) an einer dem zweiten Schenkel (6) zugewandten Innenseite (12) des ersten Schenkels (5) angeordnet ist.Piston ring (1) Claim 2 , characterized in that the (first) recess (10) is arranged in the section (3) perpendicular to the circumferential direction (U) on an inner side (12) of the first leg (5) facing the second leg (6). Kolbenring (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (5) des U-förmigen Profils (4) zumindest eine weitere Vertiefung (13) aufweist, welche in der radialen Richtung (R) benachbart zur ersten Vertiefung (11) angeordnet ist, wobei die zumindest eine weitere Vertiefung (13) zumindest eine entlang der Umfangrichtung (U) umlaufende weitere Umfangsnut (14) des Ringkörpers (2) ausbildet.Piston ring (1) Claim 2 or 3 , characterized in that the first leg (5) of the U-shaped profile (4) has at least one further recess (13) which is arranged in the radial direction (R) adjacent to the first recess (11), the at least one further recess (13) forms at least one further circumferential groove (14) of the annular body (2) running along the circumferential direction (U). Kolbenring (1) nach Anspruch 4, zumindest zwei, vorzugsweise alle, Vertiefungen (11, 13) des ersten Schenkels (5) an dessen Innenseite (12) angeordnet sind.Piston ring (1) Claim 4 , at least two, preferably all, recesses (11, 13) of the first leg (5) are arranged on its inside (12). Kolbenring (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Vertiefungen (11, 13) in dem U-förmigen Profil (4) gemeinsam eine gewellte Kontur (15) der Innenseite (12) des ersten Schenkels (5) bilden.Piston ring (1) Claim 5 , characterized in that the adjacent recesses (11, 13) in the U-shaped profile (4) together form a corrugated contour (15) of the inside (12) of the first leg (5). Kolbenring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (5) eine entlang der radialen Richtung (R) von der Basis (8) weg gemessene erste Schenkelhöhe (H1) aufweist und der zweite Schenkel (6) eine entlang der radialen Richtung (R) von der Basis (8) weg gemessene und von der ersten Schenkelhöhe (H1) verschiedene zweite Schenkelhöhe (H2) aufweist.Piston ring (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first leg (5) has a first leg height (H1) measured away from the base (8) along the radial direction (R) and the second leg (6) has a has a second leg height (H2) measured along the radial direction (R) away from the base (8) and different from the first leg height (H1). Kolbenring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - eine von dem ersten Schenkel (5) ausgebildete erste Ringrippe (16) des Ringkörpers (2) und eine von dem zweiten Schenkel (6) ausgebildete zweite Ringrippe (17) des Ringkörpers (2) elastisch verformbar ausgebildet sind, - wobei die erste Ringrippe (16) eine höhere Elastizität aufweist als die zweite Ringrippe (17).Piston ring (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - a first annular rib (16) of the annular body (2) formed by the first leg (5) and a second annular rib (17) formed by the second leg (6) of the Annular body (2) are designed to be elastically deformable, - wherein the first annular rib (16) has a higher elasticity than the second annular rib (17). Kolbenring (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Ringrippe (16) an einer bezüglich der axialen Richtung (A) und bezüglich der radialen Richtung (R) äußeren ersten Außenkante (18) der ersten Ringrippe (16) angefast ist; und/oder dass - die zweite Ringrippe (17) an einer bezüglich der radialen Richtung (R) äußeren und der ersten Ringrippe (16) entlang der axialen Richtung (A) zugewandten zweiten Außenkante (19) angefast ist.Piston ring (1) Claim 8 , characterized in that - the first annular rib (16) is chamfered on a first outer edge (18) of the first annular rib (16) which is outer with respect to the axial direction (A) and with respect to the radial direction (R); and / or that - the second annular rib (17) is chamfered on a second outer edge (19) which is outer with respect to the radial direction (R) and which faces the first annular rib (16) along the axial direction (A). Kolbenring (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass - an der ersten Ringrippe (16) in der radialen Richtung (R) außen eine erste Lauffläche (20) vorhanden ist, - an der zweiten Ringrippe (17) in der radialen Richtung (R) außen eine zweite Lauffläche (21) vorhanden ist, - wobei die erste und/oder die zweite Ringrippe (16, 17) an ihrer Lauffläche (20, 21) gehärtet oder beschichtet ist.Piston ring (1) Claim 8 or 9 , characterized in that - on the first annular rib (16) in the radial direction (R) there is a first running surface (20) on the outside, - on the second annular rib (17) in the radial direction (R) on the outside a second running surface ( 21) is present, - the first and / or the second annular rib (16, 17) being hardened or coated on their running surface (20, 21). Kolben (30), insbesondere für eine Brennkraftmaschine (40), - mit einem eine umlaufende Kolbennut (32) aufweisenden Kolbenkörper (31), - mit einem Kolbenring (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher in der Kolbennut (32) aufgenommen ist.Pistons (30), in particular for an internal combustion engine (40), - With a piston body (31) having a circumferential piston groove (32), - With a piston ring (1) according to one of the preceding claims, which is received in the piston groove (32). Kolben (30) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kolbenkörper (31) in der axialen Richtung (A) einen Ends einen Kolbenboden (33) aufweist, - wobei der Kolbenring (1) so in der Kolbennut (32) angeordnet ist, dass der erste Schenkel (5) des U-förmigen Profils (4) des Kolbenrings (1) entlang der axialen Richtung (A) dem Kolbenboden (33) zugewandt ist.Piston (30) Claim 11 , characterized in that - the piston body (31) has a piston head (33) at one end in the axial direction (A), - the piston ring (1) being arranged in the piston groove (32) in such a way that the first leg (5 ) of the U- shaped profile (4) of the piston ring (1) facing the piston head (33) along the axial direction (A). Brennkraftmaschine (40), insbesondere Ottomotor (41), - mit wenigstens einem, vorzugsweise mehreren, Zylinder(n) (42), - mit einem Kolben (30) nach Anspruch 11 oder 12, welcher in dem wenigstens einen Zylinder (42) geführt ist.Internal combustion engine (40), in particular Otto engine (41), - with at least one, preferably several, cylinder (s) (42), - with a piston (30) Claim 11 or 12th which is guided in the at least one cylinder (42). Verfahren (50) zum Herstellen eines Kolbenrings (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend folgende Maßnahmen: a) Bereitstellen eines Roh-Ringkörpers (2'), der sich entlang einer Umfangsrichtung (U) des Kolbenrings (1) erstreckt, wobei die Umfangsrichtung (U) senkrecht sowohl zu einer axialen Richtung (A) des Kolbenrings (1), die sich entlang einer Mittelachse (M) des Kolbenrings (1) erstreckt, als auch zu einer radialen Richtung (R) des Kolbenrings (1) verläuft, die sich orthogonal zur axialen Richtung (A) von der Mittelachse (M) weg erstreckt, wobei der Roh-Ringkörper (2') in einem Schnitt (3) senkrecht zur Umfangsrichtung (U) ein U-förmiges Profil (4) aufweist, welches einen ersten und einen zweiten Schenkel (5, 6) umfasst, die beide in der radialen Richtung (R) von einer ein radial inneres Ende (7) des U-förmigen Profils (4) bildenden Basis (8) des U-förmigen Profils (4) nach außen abstehen, b) Ändern, insbesondere Verringern, vorzugsweise mittels Zerspanens und/oder Umformens, höchst vorzugsweise mittels Prägens, einer in der axialen Richtung (A) gemessenen Schenkelbreite (B) des ersten Schenkels (5), vorzugsweise auf einen minimalen Wert (9) der Schenkelbreite (B) des ersten Schenkels (5), sodass der minimale Wert (9) der Schenkelbreite (B) des ersten Schenkels (5) kleiner ist als ein minimaler Wert (9) einer in der axialen Richtung (A) gemessenen Schenkelbreite (B) des zweiten Schenkels (6).Method (50) for producing a piston ring (1), in particular according to one of the Claims 1 until 10 , comprising the following measures: a) providing a raw ring body (2 ') which extends along a circumferential direction (U) of the piston ring (1), the circumferential direction (U) being perpendicular to both an axial direction (A) of the piston ring ( 1), which extends along a central axis (M) of the piston ring (1), as well as to a radial direction (R) of the piston ring (1) which extends orthogonally to the axial direction (A) away from the central axis (M) extends, wherein the raw ring body (2 ') in a section (3) perpendicular to the circumferential direction (U) has a U-shaped profile (4) which comprises a first and a second leg (5, 6), both in the radial direction (R) protrude outward from a base (8) of the U-shaped profile (4) forming a radially inner end (7) of the U-shaped profile (4), b) changing, in particular reducing, preferably by means of machining and / or reshaping, most preferably by means of stamping, one measured in the axial direction (A) Leg width (B) of the first leg (5), preferably to a minimum value (9) of the leg width (B) of the first leg (5), so that the minimum value (9) of the leg width (B) of the first leg (5) is smaller is a minimum value (9) of a leg width (B) of the second leg (6) measured in the axial direction (A). Verfahren (50) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (50) folgende weitere Maßnahme c) umfasst, welche zeitlich nach Maßnahme b) oder zusammen mit Maßnahme b) durchgeführt wird: c) Ebnen, insbesondere Planschleifen, einer in der axialen Richtung (A) außen gelegenen Stirnfläche (22) der ersten Ringrippe (16).Method (50) according to Claim 14 , characterized in that the method (50) comprises the following further measure c), which is carried out temporally after measure b) or together with measure b): c) leveling, in particular plane grinding, an end face located on the outside in the axial direction (A) (22) of the first annular rib (16).
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DE2933702C2 (en) 1979-08-21 1981-09-17 Goetze Ag, 5093 Burscheid Piston ring, in particular for internal combustion engines
EP0927841A1 (en) 1998-01-05 1999-07-07 Perfect Circle Europe Piston ring, particularly for an internal combustion engine
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