DE1031069B

DE1031069B - Kolbenring und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1031069B
Application number: DEK30177A
Authority: DE
Inventors: Dr Max Koehler
Original assignee: MAX KOEHLER DR
Current assignee: MAX KOEHLER DR
Priority date: 1956-10-26
Filing date: 1956-10-26
Publication date: 1958-05-29

Description

Es ist bekannt, Kolbenringe auf pulvermetallurgischem Wege in der Weise herzustellen, daß das Metallpulver zunächst gepreßt, alsdann gesintert und darauf entweder kalt oder heiß nachverdichtet wird. Die Nachverdichtung kann dabei in der Weise erfolgen, daß die Porosität des bereits gesinterten Werkstückes beträchtlich herabgesetzt, die scheinbare Dichte des Körpers also beträchtlich erhöht wird. Die weiteren Verfahrensschritte, denen der zunächst geschlossen hergestellte Ring unterworfen wird, bestehen darin, ihn aufzuschneiden, alsdann fertigzubearbeiten, bestimmten Vergütungsbehandlungen zu unterwerfen, unter Spannung auf den Kolben aufzubringen und in die Kolbennut einzusetzen.

Es hat sich als wünschenswert herausgestellt, den einzelnen Abschnitten des Ringes unterschiedliche Festigkeitswerte zu geben. Während bei aus Vollmaterial hergestellten Kolbenringen solche unterschiedlichen Festigkeitswerte nur in sehr umständlicher Weise zu erreichen wären, zeigt die vorliegende Erfindung einen auch für die Massenherstellung gangbaren, verhältnismäßig einfachen Weg, bei der pulvermetallurgischen Fertigung zu solchen unterschiedlichen Festigkeitswerten zu gelangen.

Ein durch Pressen, Sintern und Nachverdichten eines Metallpulvers mit einheitlicher Zusammensetzung hergestellter Kolbenring weist gemäß der vorliegenden Erfindung längs seines Umfanges unterschiedliche Werte der Dichte auf. Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung hat der Ring der am Stoß gegenüberliegenden Stelle oder in der Nähe des Stoßes oder an diesen beiden Stellen eine höhere Dichte als an seinen übrigen Abschnitten.

Es sind bereits Kolbenringe aus Sintermaterial bekannt, bei denen vorzugsweise metallische Sinterstoffe derart verteilt werden, daß an den mechanisch und thermisch am höchsten beanspruchten Stellen Anhäufungen oder Schichtungen an Zusatzstoffen vorhanden sind. Es soll z. B. an höher beanspruchten Stellen des Ringes Metallpulver aus Chrom, Nickel oder Vanadin dem Eisenpulver zugesetzt werden, um so einzelnen Stellen des Ringes bestimmte Eigenschaften zu erteilen. Die Herstellung geschieht einmal in der Weise, daß die in eine Ringform eingepreßten Pulvermassen unter Anwendung von Druck und erhöhter Temperatur gesintert werden, oder dadurch, daß verschiedenartig zusammengesetzte Metallpulver auf einer Fläche schichtweise ausgestreut werden, dann von der Masse Scheiben, Streifen oder Ringe abgetrennt und schließlich in eine Preßform eingebracht werden. Ein solches Verfahren ist zur Herstellung eines Massenartikels, wie ihn ein Kolbenring ohne Zweifel darstellt, nicht geeignet; einerseits würde das Ausstreuen der verschiedenartigen Zusätze Kolbenring und Verfahren
zu seiner Herstellung

Anmelder:

Dr. Max Koehler,

Witten-Bommern, Kastanienallee 2

Dr. Max Koehler, Witten-Bommern,
ist als Erfinder genannt worden

auf die dafür bestimmten Stellen zuviel Zeit in Anspruch nehmen, andererseits wird das bei Einbringen des Pulvers in die Preßform über diese hinausragende Pulver vor dem Pressen abgestreift und kann deswegen nicht weiterverwendet werden, weil man seine Zusammensetzung nicht mehr kennt. Ein nach diesem Verfahren hergestellter Ring weist längs seines Umfanges eine uneinheitliche Zusammensetzung auf.

Demgegenüber geschieht die Herstellung eines Ringes gemäß vorliegender Erfindung in der Weise, daß zur Erzielung der unterschiedlichen Werte der Dichte in den einzelnen Abschnitten des Ringes das Pressen des Rohlings in einer Preßform solcher Formgebung geschieht, daß nach dem Sintern die Ringabschnitte noch unterschiedliche Querschnittswerte aufweisen und der Ring erst beim Nachverdichten auf einen über den Umfang gleichen Querschnitt gebracht wird. Diejenigen Abschnitte des Ringumfanges, die gegenüber den anderen einen größeren Querschnitt beim gesinterten Rohling haben, erfahren demnach beim Nachverdichten eine stärkere Volumenverminderung bzw. eine stärkere Herabsetzung der Porosität; sie werden also dichter und kommen damit auf höhere Festigkeitswerte. Diese verhältnismäßig einfachen Verfahrensschritte ermöglichen eine Massenherstellung dieser Ringe.

Auf der Zeichnung ist der neue Kolbenring näher erläutert. Es stellt

Abb. 1 eine Draufsicht des fertiggesinterten Rohlings,

Abb. 2 die Seitenansicht des abgewickelten, an der Stelle b zerschnitten gedachten Rohlings dar.

809 528/251

Wie Abb. 2 erkennen läßt, ist der Querschnitt des Ringes zwischen den mit d und e bezeichneten Stellen und ebenso zwischen α und b und c und b dadurch vergrößert, daß der gesinterte Ring hier höher .ist. Der beim ersten Pressen des Pulvers angewandte Stempel hat also eine Druckfläche, die der oberen Begrenzung des Ringes entspricht, wie sie in Abb. 2 angedeutet ist. Bei der Nachverdichtung des Ringes wird ein Stempel verwendet, der eine ebene Druckfläche hat. Dadurch wird in den Abschnitten a-b, c-b und d-e das Material stärker verdichtet als in den dazwischenliegenden Abschnitten a- d und c-e. Der fertige Ring hat also ungleiche Werte der Dichte in den einzelnen Abschnitten.

Es hat sich zur Erzielung geeigneter Werte der Tangentialspannungen als zweckmäßig erwiesen, gerade an der dem Stoß gegenüberliegenden Stelle des Ringes eine höhere Dichte anzuwenden. Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, auch in der Nähe des Stoßes dem Ring eine höhere Dichte zu geben. Die Übergänge zu höheren Dichtewerten können allmählich oder stufenweise erfolgen.

Die Erfindung ist in gleicher Weise anwendbar bei anderen Arten von Dichtungsringen, die unter Eigenspannung stehen.

Claims

Patentansprüche:

1. Durch Pressen, Sintern und Nachverdichten eines Metallpulvers mit einheitlicher Zusammensetzung hergestellter Kolbenring, dadurch gekennzeichnet, daß dear Ring längs seines Umfanges unterschiedliche Werte der Dichte aufweist.

2. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er an der dem Stoß gegenüberliegenden Stelle eine höhere Dichte hat.

3. Kolbenring gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Nähe des Stoßes eine höhere Dichte hat.

4. Verfahren zur Herstellung eines Kolbenringes nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der unterschiedlichen Werte der Dichte in den einzelnen Abschnitten des Ringes beim bereits gesinterten Rohling die Ringabschnitte unterschiedliche Querschnittswerte aufweisen und der Ring erst beim Nachverdichten auf einen über den Umfang gleichen Querschnitt gebracht wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 814 683.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen