DE112013006253T5

DE112013006253T5 - Piston ring, method of making a piston ring and piston with a piston ring

Info

Publication number: DE112013006253T5
Application number: DE112013006253.4T
Authority: DE
Inventors: Davi Antonio Da Silva; Luis Pedro Matias Pereira
Original assignee: Mahle Metal Leve SA; Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle Metal Leve SA; Mahle International GmbH
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2015-10-08
Also published as: WO2014100871A1; BR102012033436A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen teilweise nitrierten Kolbenring (1, 2, 3, 4). Der Kolbenring (1, 2, 3, 4), der in dieser Schrift offenbart ist, definiert zumindest einen Abschnitt seiner Innenfläche (1d, 2d, 3d, 3.1d, 4d) als frei von einer nitrierten Schicht (13) und seine gesamte Außenfläche (1c, 2c, 3c, 3.1c, 4c) als mit einer nitrierten Schicht (13) abgedeckt. Diese konstruktive Ausführungsform ist zum Verteilen, mit größerer Effizienz, des Drucks konfiguriert, der durch die Außenfläche (1c, 2c, 3c, 3.1c, 4c) des Rings gegen den Zylinder ausgeübt ist. Diese effizientere Verteilung von Kräften verleiht wiederum dem Kolbenring (1, 2, 3, 4) Vorteile, wie etwa größere Langlebigkeit, Widerstandskraft, Effizienz und Elastizität. Die vorliegende Erfindung beschreibt außerdem zwei Herstellungsverfahren, die diesem Kolbenring (1, 2, 3, 4) Form verleihen können und zumindest einen Kolbenring (1, 2, 3, 4), wie oben beschrieben, umfassen.The present invention relates to a partially nitrided piston ring (1, 2, 3, 4). The piston ring (1, 2, 3, 4) disclosed in this document defines at least a portion of its inner surface (1d, 2d, 3d, 3.1d, 4d) as free from a nitrided layer (13) and its entire outer surface (1c, 2c, 3c, 3.1c, 4c) as covered with a nitrided layer (13). This structural embodiment is configured to disperse, with greater efficiency, the pressure exerted by the outer surface (1c, 2c, 3c, 3.1c, 4c) of the ring against the cylinder. This more efficient distribution of forces in turn gives benefits to the piston ring (1, 2, 3, 4), such as greater longevity, resistance, efficiency and elasticity. The present invention also describes two methods of manufacture capable of giving shape to this piston ring (1, 2, 3, 4) and comprising at least one piston ring (1, 2, 3, 4) as described above.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolbenring, der einer Nitrieroberflächenbehandlung bei Abwesenheit einer nitrierten Schicht oder teilweise Nitrid auf seiner radialen Innenfläche unterzogen ist, die zum Verleihen besserer Verschleißhomogenität über die Umfangsfläche des Kolbenrings hinweg konfiguriert ist. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen dieses Rings.The present invention relates to a piston ring undergoing a nitriding surface treatment in the absence of a nitrided layer or partial nitride on its radially inner surface configured to impart better wear uniformity across the peripheral surface of the piston ring. The present invention also relates to a method of making this ring.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIKDESCRIPTION OF THE PRIOR ART

In der Regel umfasst jeder Verbrennungsmotor, sei es ein Dieselprozess-, Ottoprozess-, Zweitakt- oder Dreitaktmotor, zumindest einen „Kolbenring“.As a rule, every internal combustion engine, be it a diesel process, Otto process, two-stroke or three-stroke engine, comprises at least one "piston ring".

Ein Kolbenring ist ein Teil, das die Funktion des Abdichtens zwischen der Motorbuchse und dem Kolbenzylinder aufweist, wodurch die Verbrennungskammer von den anderen inneren Bauteilen des Motors isoliert ist. Dieses Element ist radial an der Kolbenbasis angeordnet und verhindert, dass die Abgase aus der Verbrennungskammer zum Kurbelgehäuse hin entweichen, und verhindert, dass Motoröl in einer Gegenrichtung in die Verbrennungskammer eindringt. Es kann mehr als einen Ring geben, der einen einzelnen Kolben umgibt, und es ist allgemein üblich, drei Ringe zu benutzen, die parallel an der Kolbenbasis angeordnet sind.A piston ring is a part which has the function of sealing between the engine bushing and the piston cylinder, whereby the combustion chamber is isolated from the other internal components of the engine. This member is radially disposed on the piston base and prevents the exhaust gases from escaping from the combustion chamber toward the crankcase and prevents engine oil from entering the combustion chamber in an opposite direction. There may be more than one ring surrounding a single piston and it is common practice to use three rings arranged in parallel on the piston base.

Im Allgemeinen umfassen Kolbenringe 1‘ des Stands der Technik eine Öffnung 12, die zwischen zwei Enden 10‘, 10‘ definiert ist, wie in 5 dieser Schrift gezeigt. Neben anderen Funktionen ist die Öffnung 12 während der Einrichtung des Kolbenrings 1‘ des Stands der Technik um den Kolben (in den Figuren nicht gezeigt) nützlich. Die Öffnung 12 sieht Zugang für ein Werkzeug vor, das zum Öffnen des Rings 1‘, Vergrößern seines Innendurchmessers über die radialen inneren Grenzen des Kolbens hinaus konfiguriert ist, wodurch Zugang desselben zur Ringnut ermöglicht ist, der Aussparung in der Außenfläche des Kolbens, in der der Ring aufgenommen ist.In general, piston rings include 1' of the prior art, an opening 12 that between two ends 10 ' . 10 ' is defined as in 5 shown in this font. Among other features is the opening 12 during the setup of the piston ring 1' of the prior art around the piston (not shown in the figures). The opening 12 provides access for a tool that is used to open the ring 1' , Enlarging its inner diameter is configured beyond the radial inner limits of the piston, thereby allowing access thereof to the annular groove, the recess in the outer surface of the piston in which the ring is received.

Zusammenfassend sollte der Kolbenring gute Dichtfähigkeit aufweisen, und zur Erhaltung dieses Kennzeichens über die Lebensnutzdauer des Motors hinweg sollte der Kolbenring angemessene mechanische Beständigkeit und Bruchbeständigkeit sowie angemessene Verschleißbeständigkeit angesichts seiner tribologischen Paare aufweisen: der Zylinder für seine Kontaktfläche und die Kolbennut für ihre Seitenkontaktfläche. Übermäßiger Verschleiß der Seitenflächen und der Kontaktfläche bewirkt schließlich eine abrupte Verschlechterung der Hauptfunktion des Abdichtens der Verbrennungskammer und kann zu abrupter Verschlechterung von Betriebsbedingungen des Motors führen.In summary, the piston ring should have good sealing ability, and in order to maintain this characteristic throughout the life of the engine, the piston ring should have adequate mechanical resistance and break resistance as well as adequate wear resistance in view of its tribological pairs: the cylinder for its contact surface and the piston groove for its side contact surface. Excessive wear of the side surfaces and the contact surface eventually causes an abrupt deterioration of the main function of sealing the combustion chamber and can lead to abrupt deterioration of operating conditions of the engine.

Viele der Bemühungen zum Lösen des Problems des Kolbenverschleißes richteten sich an die Entwicklung von Beschichtungen und Oberflächenbehandlung, die imstande ist, bessere Verschleißfestigkeit zu verleihen und damit direkt auf die Dauerhaftigkeit des Motors einzuwirken.Many of the efforts to solve the problem of piston wear have been directed to the development of coatings and surface treatment capable of providing better wear resistance and thus directly affecting the durability of the engine.

Eine der Oberflächenbehandlungen, die im Stand der Technik benutzt sind, um diesen Teilen größere Oberflächenfestigkeit zu verleihen, ist das Nitrierverfahren. Das Nitrierverfahren besteht im Grunde aus dem Anordnen des Rings in einer erhitzten Umgebung, die Stickstoffatome aufweist. Das Ergebnis der Anwendung dieses Verfahrens ist die Erzeugung einer Außenschicht, die durch Sättigung des Elements Stickstoffs inmitten der kristallografischen Struktur des Metalls gehärtet ist.One of the surface treatments used in the prior art to impart greater surface strength to these parts is the nitriding process. The nitriding process basically consists of placing the ring in a heated environment having nitrogen atoms. The result of applying this method is the creation of an outer layer cured by saturation of the element nitrogen in the midst of the crystallographic structure of the metal.

Zudem ist außerdem bekannt, dass die Gestaltung des Kolbenrings (d.h. die dreidimensionale geometrische Form) durch Steuern der Art des Kolbenverschleißes durch Fördern einer angemessenen Druckverteilung zur längeren Lebensnutzdauer des Betriebsmotors beitragen kann, wodurch eine größere Verschleißhomogenität über die Umfangsfläche des Kolbenrings hinweg verliehen ist.In addition, it is also known that the design of the piston ring (i.e., the three-dimensional geometric shape) by controlling the type of piston wear by promoting adequate pressure distribution, can contribute to the longer service life of the operating engine, thereby imparting greater wear uniformity across the peripheral surface of the piston ring.

Um seine Dichtungsfunktion wirksam zu erfüllen, sollte ein Kolbenring einen dünnen Querschnitt aufweisen und mit einer Basis aus einem Material mit elastischen Eigenschaften gebaut sein und/oder die Hilfe eines Ausdehnungsmittels, wie etwa einer Feder, zum Vorsehen von Ausdehnungskraft gegen die Zylinderwand erhalten, die zu Formanpassungsvermögen des Rings am Zylinder führen kann. Dieses Kennzeichen ist unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen des Motors äußerst bedeutend, wenn sich der Zylinder verformt und der Ring sich an die verkrümmte Oberfläche des Zylinders anpassen sollte, um weiter seiner Rolle der Dichtung und Wärmeübertragung zu entsprechen.In order to effectively fulfill its sealing function, a piston ring should have a thin cross-section and be constructed with a base of a material having elastic properties and / or the aid of an expansion means, such as a spring, to provide expansion force against the cylinder wall which Form adaptability of the ring on the cylinder can lead. This characteristic is extremely important considering the operating conditions of the engine when the cylinder is deformed and the ring should conform to the curved surface of the cylinder to further fulfill its role of sealing and heat transfer.

Das Kennzeichen des Formanpassungsvermögens steht in direktem Zusammenhang mit der Ausdehnungskraft des Rings. Daher ist, je größer die Kraft, die durch den Ring vorgesehen ist, desto größer das Vermögen dieses Bauteils, sich an den Zylinder anzupassen, mit dem es in Eingriff gebracht wird. Jedoch wirkt sich die Erhöhung der Ausdehnungskraft der Ringe direkt auf die Erhöhung der Reibung zwischen dem Ring und der Zylinderwand aus, was für den derzeitigen Entwicklungsgrad nicht erwünscht ist, wenn die Suche nach einer Erhöhung der Beständigkeit und Wirksamkeit die Automobilindustrie geleitet hat. Hinsichtlich des Verschleißes von Kolbenringen ist das am meisten beeinträchtigte Teil des Bauteils der Bereich des Oberflächenkontakts des Rings mit dem Zylinder. Über diese Kontaktfläche – im Folgenden radiale Außenfläche genannt – hinweg gibt es einen spezifischen Abschnitt, der einem sogar noch größeren Verschleiß als dem durchschnittlichen Verschleiß unterzogen ist, dem diese radiale Außenfläche unterzogen ist: die Bereiche nahe den Ringenden (kritische Zonen 11 genannt – siehe 5). Diese Erhöhung des Verschleißes beruht jedoch auf drei Hauptfaktoren, und zwar: dem Herstellungsverfahren des Rings, der mechanischen Belastung des Motors und den Wärmebedingungen, denen der Ring während des Betriebs des Motors ausgesetzt ist.The characteristic of conformability is directly related to the expansion force of the ring. Therefore, the greater the force provided by the ring, the greater the ability of that component to conform to the cylinder with which it is engaged. However, increasing the expansion force of the rings has a direct effect on the increase in friction between the ring and the cylinder wall, which is undesirable for the current level of development when the search for an increase in durability and effectiveness has led the automotive industry. With regard to the wear of piston rings, the most affected part of the component is the area of surface contact of the ring with the cylinder. Over this contact surface - hereafter referred to as radial outer surface - there is a specific section, which even one subjected to greater wear than the average wear to which this radial outer surface is subjected: the areas near the ring ends (critical zones 11 called - see 5 ). However, this increase in wear is due to three major factors: the manufacturing process of the ring, the mechanical load on the motor and the thermal conditions experienced by the ring during operation of the motor.

Der Faktor in Bezug auf das Herstellungsverfahren betrifft die Schwierigkeit, niedrige Druckhöhen in den Endbereichen (kritischen Zonen 11) zu erzielen, hauptsächlich aufgrund des unerwünschten Effekts der Abweichung des Krümmungsradius in dieser Position, die durch das herkömmliche Verfahren zum Erzeugen des Rings bewirkt ist, wobei der Ringdurchmesser durch Entfernen von Material von den Ringenden modifiziert wird.The manufacturing process factor concerns the difficulty of having low pressure levels in the end zones (critical zones 11 ), mainly due to the undesirable effect of the radius of curvature deviation in that position caused by the conventional method of producing the ring, the ring diameter being modified by removal of material from the ring ends.

Die mechanische Belastung des Motors ist ein weiterer Faktor, der sich auf die Verschleißkonzentration an den Enden der Kolbenringe auswirkt, beruhend auf dem Vorgang des Stroms von Gasen durch die Kolbenringnuten, wodurch Druck im Bereich der Innenfläche des Kolbenrings gefördert ist und dieser gegen die Zylinderinnenfläche gedrückt wird.The mechanical load on the engine is another factor that affects the wear concentration at the ends of the piston rings, due to the flow of gases through the piston ring grooves, thereby promoting pressure in the area of the inner surface of the piston ring and forcing it against the cylinder inner surface becomes.

Einen weiteren erheblichen Beitrag zur Erhöhung des Verschleißes im Bereich der Ringenden leistet der Prozess des Übertragens von Wärme vom wärmeren Kolben auf den gekühlten Zylinder und das entsprechende thermische Moment, das durch das Temperaturgefälle zwischen der Innenfläche des Kolbenrings, die wärmer ist, und seiner Innenfläche, die kälter ist, erzeugt ist.Another significant contribution to increasing the wear in the area of the ring ends is provided by the process of transferring heat from the warmer piston to the cooled cylinder and the corresponding thermal moment caused by the temperature gradient between the inner surface of the piston ring, which is warmer, and its inner surface, which is colder, is generated.

Einige wenige Versuche zum Lösen des Druckverteilungsproblems zum Erzielen eines erwünschten Verschleißverhaltens über die Ringumfangsfläche hinweg sind aus den Schriften EP 545094 , DE 4310248 und JP 2001263488 ersichtlich, die als Lösung die Anwendung von Krümmungsradien vorstellen, die über den Umfang des Kolbenrings hinweg differenziert sind, um das Ausgleichen von Druck zu fördern, der zwischen dem Kolbenring und dem Zylinder erzeugt ist, insbesondere im Bereich der Ringenden, womit eine Lösung für die unerwünschte Wirkung der Druckerhöhung im Bereich der Ringenden angestrebt ist, die aus dem Verfahren zum Herstellen der Ringe resultiert.A few attempts to solve the pressure distribution problem to achieve a desired wear behavior across the annular peripheral surface are found in the references EP 545094 . DE 4310248 and JP 2001263488 can be seen as a solution to the application of radii of curvature, which are differentiated across the circumference of the piston ring away to promote the compensation of pressure generated between the piston ring and the cylinder, in particular in the region of the ring ends, thus providing a solution for the undesirable effect of the pressure increase in the area of the ring ends is desired, resulting from the process for producing the rings.

Der Hauptnachteil von Ausbildungsalternativen zum Erhöhen der Druckverteilung auf die Kolbenringe betrifft jedoch die Schwierigkeit, die Ausbildung, die auf den Ring während seiner Herstellung angewendet ist, aufrechtzuerhalten, da der Ausbildungserzeugungsvorgang einer der ersten Vorgänge des Verfahrens zum Herstellen von Ringen ist, in dem verschiedene Vorgänge durchgeführt werden, wie etwa Entfernung von Material, Wärmebehandlungen und Schichtabdeckungen zum Erhöhen der Verschleißfestigkeit, die die freie Krümmungsradiusausbildung/-verteilung des Rings, die ursprünglich angewendet war, schließlich erheblich modifizieren.However, the main drawback of training alternatives for increasing the pressure distribution on the piston rings relates to the difficulty of maintaining the training applied to the ring during its manufacture, since the forming process is one of the first operations of the process for producing rings, in which various operations such as removal of material, heat treatments, and layer coverings to increase wear resistance that will eventually significantly modify the free radius of curvature formation / distribution of the ring that was originally applied.

In dieser Hinsicht zeigt 9 dieser Schrift ein theoretisches Diagramm der Kräfte, die auf einen Kolbenring 1‘ des Stands der Technik, der zum Herstellen eines Kolbenrings benutzt wird, einwirken.In this regard shows 9 This writing is a theoretical diagram of forces acting on a piston ring 1' of the prior art used to make a piston ring.

9.1 zeigt ein Diagramm der Kräfte, die auf den Kolbenring 1‘ des Stands der Technik einwirken, wenn er vollständig im Motor eingerichtet ist (d.h. mit seiner radialen Innenfläche in Kontakt mit dem Kolben und seiner radialen Außenfläche in Kontakt mit dem Zylinder), und bereits mit der Einwirkung der Ausbildungsabweichungen, die durch die maschinellen Bearbeitungsvorgänge bewirkt sind, hauptsächlich die Vorgänge, die den Ringdurchmesser durch Entfernen von Material von der Fläche der Ringenden modifizieren. 9.1 shows a diagram of the forces acting on the piston ring 1' of the prior art, when fully installed in the engine (ie, with its radially inner surface in contact with the piston and its radially outer surface in contact with the cylinder), and already with the effect of the deviations caused by the machining operations , mainly the operations that modify the ring diameter by removing material from the surface of the ring ends.

Diese Kräfteverteilung bewirkt, dass die Bereiche der kritischen Zonen 11 übermäßig verschleißen.This distribution of forces causes the areas of critical zones 11 wear out excessively.

Eine optimierte Verteilung der Kräfte, dem Konzept folgend, das in EP 545094 , DE 4310249 und JP 2001263488 vorgelegt ist, ist in 8 gezeigt. In der Darstellung von 8 ist die theoretische Verteilung der Kraft, die durch den Kolbenring 1 gegen die Innenfläche des Zylinders ausgeübt ist, in den Endbereichen 10 nahezu Null. Es ist zu beachten, dass der erste Wert radialer Kraft V1 in der Nähe der Enden 10 viel niedriger ist als der Wert der radialen Kraft V2 in 180 Grad zur Öffnung 12. Zu diesem Zweck werden verschiedene Krümmungsradiusmodelle über den Ring hinweg hergestellt, in der Absicht, die Positionierung der Punkte mit größerer radialer Kraft außerhalb des Bereichs der Ringenden zu fördern.An optimized distribution of forces, following the concept, that in EP 545094 . DE 4310249 and JP 2001263488 is presented in is 8th shown. In the presentation of 8th is the theoretical distribution of the force passing through the piston ring 1 is exerted against the inner surface of the cylinder, in the end regions 10 almost zero. It should be noted that the first value of radial force V1 is near the ends 10 is much lower than the value of the radial force V2 in 180 degrees to the opening 12 , For this purpose, various radius of curvature models are made across the ring, with the intention of promoting the positioning of the points with greater radial force outside the area of the ring ends.

Jedoch weist, wie in 8.1 gezeigt, die wirkliche Kräfteverteilung des Kolbenrings, die aus dieser optimierten Kräfteverteilung erzeugt ist, weiterhin hohe Werte der radialen Kraft V1 auf, aufgrund der Beeinflussung der Ausbildungsabweichungen, die durch die maschinellen Bearbeitungsvorgänge bewirkt sind, hauptsächlich die Vorgänge, die den Ringdurchmesser durch Entfernen von Material von der Fläche der Ringenden modifizieren. Dies zeigt, dass die Einwirkung der Herstellungsabweichungen größer als die Vorzüge ist, die aus der Verteilung theoretischer radialer Kräfte, die auf den Ring ausgeübt sind, resultieren.However, as in 8.1 The actual distribution of forces of the piston ring, generated from this optimized distribution of forces, continues to show high values of radial force V1 due to the influence of the deviations of training caused by the machining operations, mainly the operations of reducing the diameter of the ring by removing material from the surface of the ring ends. This shows that the effect of manufacturing deviations is greater than the benefits resulting from the distribution of theoretical radial forces exerted on the ring.

Andere Techniken des Stands der Technik sind in US 6631908 , US 20090026711 beschrieben, die Kolbenringe offenbaren, deren Enden 10‘ Verfahren zum Entfernen von Material von der Innenfläche unterzogen wurden. Diese Techniken zielen darauf ab, die Flexibilität an den Ringenden 10‘ zu erhöhen, wodurch der Druck verringert wird, der durch diese Enden 10‘ auf die Innenfläche des Zylinders bewirkt ist. Other techniques of the prior art are in US 6631908 . US 20090026711 described, reveal the piston rings, their ends 10 ' Method for removing material from the inner surface have been subjected. These techniques aim to provide flexibility at the ring ends 10 ' increase, thereby reducing the pressure passing through these ends 10 ' is effected on the inner surface of the cylinder.

Jedoch schaffen diese Techniken des Stands der Technik nach dem Entfernen von Material von der Innenfläche der Enden 10‘ unwirksame Ringe zum Abdichten der Verbrennungskammer. Dies ist so, weil das Material, das von diesen Enden 10‘ entfernt ist, einen Raum (der vorher nicht da war) zwischen den Ringenden 10‘ und dem Kolben entstehen lässt. Dieser Raum wirkt als Sammelbecken für Kraftstoff und unverbranntes Öl, wodurch der Ausstoß von Kohlenwasserstoffen erhöht wird.However, these prior art techniques provide for the removal of material from the inner surface of the ends 10 ' ineffective rings for sealing the combustion chamber. This is so because the material used by these ends 10 ' is removed, a room (which was not there before) between the ring ends 10 ' and the piston is created. This space acts as a reservoir for fuel and unburned oil, increasing the emission of hydrocarbons.

Es ist daher notwendig, eine neue technische Lösung zu schaffen, die dazu imstande ist, das Problem homogener Verteilung von Kräften der Innenfläche des Kolbenrings gegen die Innenfläche des Zylinders zu lösen, ohne eine neue Behinderung der Herstellung oder Leistung des Rings zu schaffen.It is therefore necessary to provide a new technical solution capable of solving the problem of homogeneous distribution of forces of the inner surface of the piston ring against the inner surface of the cylinder without creating a new impediment to the production or performance of the ring.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolbenring vorzusehen, der größere Verschleißhomogenität über die radiale Außenfläche hinweg nach längerer Benutzung desselben in einem Verbrennungsmotor aufweist.It is an object of the present invention to provide a piston ring having greater wear homogeneity across the radially outer surface after prolonged use thereof in an internal combustion engine.

Es ist außerdem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolbenring vorzusehen, der das oben beschriebene Ergebnis erzielt, ohne dass dies eine Verminderung der Dichtungseffizienz des Rings oder eine erhebliche Erhöhung der Herstellungskosten für dieses Teil beinhaltet.It is also an object of the present invention to provide a piston ring which achieves the result described above without involving a reduction in the sealing efficiency of the ring or a significant increase in the manufacturing cost of that part.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum herstellen dieses Kolbenrings vorzusehen.It is a further object of the present invention to provide a method of making this piston ring.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden mithilfeeines Kolbenrings gelöst, der mit einer oberen Oberfläche, einer unteren Oberfläche, einer Außenfläche und einer Innenfläche versehen ist, wobei die Außenfläche ganzheitlich durch eine Nitridschicht abgedeckt ist und zumindest ein Abschnitt der Innenfläche nicht durch diese Nitridschicht abgedeckt ist.The objects of the present invention are achieved by means of a piston ring provided with an upper surface, a lower surface, an outer surface and an inner surface, wherein the outer surface is holistically covered by a nitride layer and at least a portion of the inner surface is not covered by this nitride layer.

Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden außerdem mithilfe eines Kolbenrings gelöst, der mit einer im Wesentlichen ringförmigen Form ausgebildet ist, mit einer ersten Außenfläche und einer zweiten Innenfläche versehen ist, mit einem Öffnungsbereich versehen ist, in dem zumindest ein Abschnitt der Innenfläche die Nitridschicht nicht aufweist und einen ersten Radialkraftwert, der an der Öffnung abgenommen ist, und einen zweiten Radialkraftwert, der an im Wesentlichen 180 Grad vom Öffnungsbereich abgenommen ist, ausübt, wobei das Verhältnis zwischen V1 und V2 niedriger als 1 und vorzugsweise niedriger als 0,5 ist.The objects of the present invention are also achieved by means of a piston ring formed in a substantially annular shape having a first outer surface and a second inner surface provided with an opening portion in which at least a portion of the inner surface does not have the nitride layer and exerts a first radial force value taken at the opening and a second radial force value taken at substantially 180 degrees from the opening area, wherein the ratio between V1 and V2 is lower than 1, and preferably lower than 0.5.

Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden außerdem durch ein Verfahren zum Herstellen eines Kolbenrings erzielt, der aus dem ganzheitlichen Nitrieren der gesamten Außenfläche des Flügels und dem anschließenden Entfernen von zumindest einem Abschnitt der Nitridschicht, die auf der Innenfläche des Rings angeordnet ist, besteht.The objects of the present invention are also achieved by a method of making a piston ring which consists of holistically nitriding the entire outer surface of the blade and then removing at least a portion of the nitride layer disposed on the inner surface of the ring.

Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden ferner mithilfe eines Verfahrens zum Herstellen eines Kolbenrings gelöst, das aus dem Teilnitrieren der Außenfläche des Rings besteht, wobei zumindest ein Teil der Innenfläche dieses Rings frei von der Nitridschicht gehalten wird.The objects of the present invention are further achieved by a method of manufacturing a piston ring consisting of partially nitriding the outer surface of the ring, wherein at least a part of the inner surface of this ring is kept free of the nitride layer.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel, das in den Zeichnungen dargestellt ist, detaillierter beschrieben. Die Figuren zeigen:The present invention will now be described in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. The figures show:

1 eine Querschnittansicht des Kolbenrings der vorliegenden Erfindung in einer ersten konstruktiven Ausführungsform; 1 a cross-sectional view of the piston ring of the present invention in a first constructive embodiment;

2 eine Querschnittansicht des Kolbenrings der vorliegenden Erfindung in einer zweiten konstruktiven Ausführungsform; 2 a cross-sectional view of the piston ring of the present invention in a second constructive embodiment;

3 eine Querschnittansicht des Kolbenrings der vorliegenden Erfindung in einer dritten konstruktiven Ausführungsform; 3 a cross-sectional view of the piston ring of the present invention in a third constructive embodiment;

4 eine Querschnittansicht des Kolbenrings der vorliegenden Erfindung in einer vierten konstruktiven Ausführungsform; 4 a cross-sectional view of the piston ring of the present invention in a fourth constructive embodiment;

5 eine Obenansicht eines Kolbenrings des Stands der Technik; 5 a top view of a piston ring of the prior art;

6.1, 6.2 und 6.3 Fotos von Abschnitten der Außenfläche des Kolbenrings der vorliegenden Erfindung, nachdem er einem Widerstands- und Ermüdungslabortest unterzogen wurde; 6.1 . 6.2 and 6.3 Photographs of portions of the outer surface of the piston ring of the present invention after being subjected to a resistance and fatigue lab test;

7.1, 7.2 und 7.3 Fotos von Abschnitten der Außenfläche des Kolbenrings des Stands der Technik, nachdem er einem Widerstands- und Ermüdungslabortest unterzogen wurde; 7.1 . 7.2 and 7.3 Photographs of portions of the outer surface of the prior art piston ring after being subjected to a resistance and fatigue lab test;

8 ein Diagramm, das die Kräfte darstellt, die am Kolbenring in einer ersten Ausführungsform des Stands der Technik gegen die Innenfläche des Zylinders einwirken, während einer Situation, die zum Herstellen des Teils verwendet wird; 8th a diagram illustrating the forces acting on the piston ring in a first embodiment of the prior art against the inner surface of the cylinder, during a situation that is used to manufacture the part;

8.1 ein Diagramm, das die Kräfte darstellt, die am Kolbenring in einer ersten Ausführungsform des Stands der Technik gegen die Innenfläche des Zylinders einwirken, für das fertiggestellte Produkt; 8.1 a diagram illustrating the forces acting on the piston ring in a first embodiment of the prior art against the inner surface of the cylinder for the finished product;

9 ein Diagramm, das die Kräfte darstellt, die am Kolbenring in einer ersten Ausführungsform des Stands der Technik gegen die Innenfläche des Zylinders einwirken, während einer theoretischen Situation, die zum Herstellen des Teils verwendet wird; 9 a diagram illustrating the forces acting on the piston ring in a first embodiment of the prior art against the inner surface of the cylinder, during a theoretical situation, which is used to manufacture the part;

9.1 ein Diagramm, das die Kräfte darstellt, die am Kolbenring des Stands der Technik gegen die Innenfläche des Zylinders eines Motors einwirken, in einer Situation für das fertiggestellte Produkt; 9.1 a diagram illustrating the forces acting on the piston ring of the prior art against the inner surface of the cylinder of an engine, in a situation for the finished product;

10 ein grafisches Schaubild, das die Kräfte darstellt, die am Kolbenring der vorliegenden Erfindung gegen die Innenfläche eines Zylinders einwirken, während einer normalen Gebrauchssituation; 10 a graphical diagram illustrating the forces acting on the piston ring of the present invention against the inner surface of a cylinder, during a normal use situation;

11 ein grafisches Schaubild der Kräfte, die am Kolbenring des Stands der Technik gegen die Innenfläche eines Zylinders einwirken, während einer normalen Gebrauchssituation. 11 a graphical diagram of the forces acting on the piston ring of the prior art against the inner surface of a cylinder during a normal use situation.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGURENDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die vorliegende Erfindung besteht aus einem teilweise nitrierten Kolbenring 1, 2, 3, 4.The present invention consists of a partially nitrided piston ring 1 . 2 . 3 . 4 ,

Eine Anzahl von Untersuchungen und Experimenten hat gezeigt, dass, wenn die Innenfläche 1d, 2d, 3d, 3.1d, 4d eines Kolbenrings 1‘ des Stands der Technik einem Nitrierverfahren unterzogen wurde, die Belastungen, die nach der Schaffung der gehärteten Schicht über diesen Bereich hinweg entstehen, Verschleiß in den kritischen Zonen 11 (in 5 gezeigt) intensivieren.A number of studies and experiments have shown that when the inner surface 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d a piston ring 1' has been subjected to a nitriding process in the prior art, the stresses that occur after the creation of the cured layer over this area, wear in the critical zones 11 (in 5 to intensify).

Daher besteht die Erfindung – zwangsweise – aus einem Kolbenring 1, 2, 3, dessen Außenfläche 1c, 2c, 3c, 3.1c, 4c ganzheitlich Nitrid aufweist und dessen Innenfläche 1d, 2d, 3d, 3.1d, 4d zumindest teilweise frei von Nitrid ist.Therefore, the invention - forcibly - consists of a piston ring 1 . 2 . 3 , its outer surface 1c . 2c . 3c . 3.1c . 4c holistically nitride and its inner surface 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d at least partially free of nitride.

Der Kolbenring 1, 2, 3, 3.1, 4 der vorliegenden Erfindung kann durch zwei verschiedene Herstellungsverfahren erzeugt werden, und zwar:

– durch Teilnitrieren des Kolbens 1, 2, 3, 3.1, 4, wobei die Anwendung dieser Behandlung auf zumindest einen Abschnitt der Innenfläche 1d, 2d, 3d, 3.1d, 4d des Rings vermieden ist;
– durch ganzheitliches Nitrieren der gesamten Außenfläche des Rings 1, 2, 3, 3.1, 4 und anschließendes Entfernen der nitrierten Schicht 13 in zumindest einem Abschnitt der Innenfläche 1d, 2d, 3d, 3.1d, 4d des Rings.

The piston ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 The present invention can be produced by two different production methods, namely:

- By partial nitriding of the piston 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 wherein the application of this treatment to at least a portion of the inner surface 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d the ring is avoided;
- by holistically nitriding the entire outer surface of the ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 and then removing the nitrided layer 13 in at least a portion of the inner surface 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d of the ring.

Zur Verdeutlichung sei gesagt, dass Nitrieren eine thermochemische Behandlung ist, die Aussetzen einer Umgebung, die mit Stickstoffgas angereichert ist, und gleichzeitige Aussetzung von hohen Temperaturen erfordert. Wenn diese zwei Bedingungen gleichzeitig eintreten, ist das Nitrierverfahren zum Diffundieren des Elements Stickstoff durch die äußerste Schicht eines Metalls imstande.For clarification, nitriding is a thermochemical treatment that requires exposure to an environment enriched with nitrogen gas and simultaneous exposure to high temperatures. When these two conditions occur simultaneously, the nitriding process is capable of diffusing the element nitrogen through the outermost layer of a metal.

Zum Erzielen des Teilnitrierens des Kolbenrings 1, 2, 3, 3.1, 4 kann der Abschnitt dieses Teils, der von der nitrierten Schicht 13 freigehalten werden soll, mit einem zweiten Material abgedeckt werden.To achieve the partial nitriding of the piston ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 may be the section of this part, that of the nitrided layer 13 be kept free, covered with a second material.

Alternativ kann der Kolbenring 1, 2, 3, 3.1, 4 ganzheitlich einem Nitrierverfahren unterzogen werden und, nachdem sich die gehärtete Schicht auf der Außenfläche des Kolbenrings 1, 2, 3, 3.1, 4 gebildet hat, diese Nitridschicht 13 durch Polieren oder andere maschinelle Bearbeitungsverfahren entfernt werden, die auf die Innenfläche 1d, 2d, 3d, 3.1d, 4d des Rings angewendet werden.Alternatively, the piston ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 holistically subjected to a nitriding process and, after the hardened layer on the outer surface of the piston ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 has formed, this nitride layer 13 be removed by polishing or other machining processes applied to the inner surface 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d of the ring.

1 zeigt einen Ring 1 mit abgefaster Innenfläche. Das Verfahren zum Herstellen dieses Rings beinhaltet ganzheitliches Nitrieren des Ursprungsteils und die Ausbildung einer Abfasung 1e nahe der oberen Oberfläche 1a oder unteren Oberfläche 1b dieses Teils. Diese Prozedur kann beispielsweise durch Anwendung eines modernen maschinellen Bearbeitungsprozesses mit Splitterentfernung und über modernere Prozesse durchgeführt werden, wie etwa kalte Elektroerosion, einen Prozess des Schneidens von Metall, der aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist, und Schneiden durch Laserstrahl. 1 shows a ring 1 with chamfered inner surface. The method of making this ring involves holistic nitriding the originating part and forming a chamfer 1e near the upper surface 1a or lower surface 1b this part. This procedure can be performed, for example, by using a modern splinter-removing machining process and more modern processes such as cold electro-erosion, a process of cutting metal that is well known in the art, and cutting by laser beam.

Es ist zu beachten, dass jegliches dieser Verfahren, das ganzheitliches Nitrieren der Ringe 1, 2, 3, 3.1, 4 und anschließendes maschinelles Bearbeiten des Teils beinhaltet, derart ausgeführt werden sollte, dass die maschinelle Bearbeitung dazu imstande ist, genügend Material von der Oberfläche der Ringe 1, 2, 3, 3.1, 4 zu entfernen, bis ein Kern 14 dieses Teils erreicht ist (d.h. der innere Abschnitt des Rings, auf den sich das Nitrierverfahren nicht ausgewirkt hat).It should be noted that any of these methods, the holistic nitriding of the rings 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 and then machining the part, should be performed so that the machining is capable of obtaining enough material from the surface of the rings 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 to remove until a core 14 this part is reached (ie the inner portion of the ring that was not affected by the nitriding process).

Neben dem Ring 1 mit abgefaster Innenfläche sind andere mögliche Formen zum Ausführen der Erfindung – die ihre Ausführungsformmöglichkeiten darstellen, jedoch nicht erschöpfen – Folgende: der Ring 2 mit glatter Innenfläche (der einen rechteckigen Querschnitt definiert); der Ring 3 mit im Wesentlichen trapezförmigem Querschnitt mit gänzlicher oder Teilentfernung (wie in 3.1 gezeigt); der Ring 4 mit abgefaster und ganzheitlich freier Innenfläche; und der Ring mit im Wesentlichen trapezförmigem Querschnitt (in den Figuren nicht gezeigt).Next to the ring 1 with chamfered inner surface are other possible forms for carrying out the invention - the their possible embodiments represent, but not exhaust - the following: the ring 2 with a smooth inner surface (defining a rectangular cross-section); the ring 3 having a substantially trapezoidal cross section with total or partial removal (as in 3.1 shown); the ring 4 with chamfered and holistically free inner surface; and the ring having a substantially trapezoidal cross section (not shown in the figures).

Alle die oben beschriebenen Ringe 1, 2, 3, 3.1, 4 wiesen bei Unterziehung unter Ermüdungs- und Widerstandstests gute Resultate auf. Alle waren dazu imstande, das Ergebnis, das in 11 gezeigt ist, nahezu zu erzielen, die das Verhalten des Kolbenrings in realen Druckverteilungsbedingungen am fertiggestellten Produkt zeigt.All the rings described above 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 showed good results when subjected to fatigue and resistance tests. All were able to produce the result that in 11 is shown, which shows the behavior of the piston ring in real pressure distribution conditions on the finished product.

Für ein objektiveres und genaueres Ergebnis, das durch die vorliegende Erfindung erzielt ist, wird auf 11 und 12 verwiesen, die die Druckverteilung des Rings 1‘ des Stands der Technik mit einem Kolbenring 1, 2, 3, 3.1, 4 der vorliegenden Erfindung umfassen.For a more objective and accurate result, which is achieved by the present invention is on 11 and 12 referenced the pressure distribution of the ring 1' of the prior art with a piston ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 of the present invention.

Es ist zu beachten, dass die Ringe 1, 2, 3, 3.1, 4 dazu imstande sind, die Intensität der Kraft zu verringern, die durch eines ihrer Enden gegen die Innenfläche des Zylinders (in den Figuren nicht gezeigt) ausgeübt ist. Dies kommt im Stand der Technik (siehe 8.1, 9.1 und 12) nicht vor, wo der Ring 1‘ des Stands der Technik einen Radialkraftwert V1‘ in der Nähe der Öffnung 12 von ungefähr dem Dreifachen des Radialkraftwerts V2‘ aufweist, der in im Wesentlichen 180 Grad vom Öffnungsbereich 12 abgenommen ist.It should be noted that the rings 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 capable of reducing the intensity of the force exerted by one of its ends against the inner surface of the cylinder (not shown in the figures). This comes in the state of the art (see 8.1 . 9.1 and 12 ) not before, where the ring 1' In the prior art, a radial force value V1 'in the vicinity of the opening 12 of approximately three times the radial force value V2 ', which is substantially 180 degrees from the opening area 12 is removed.

In der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis zwischen dem ersten Radialkraftwert V1 in der Nähe der Öffnung 12 niedriger als der oder gleich dem zweiten Radialkraftwert V2 und beträgt weniger als die Hälfte des zweiten Radialkraftwerts V2 in einer bevorzugten Ausführungsform. Anders gesagt liegt das Verhältnis V1/V2 unter 1, bevorzugt unter 0,5. Von allen den Ringen 1, 2, 3, 4, die in dieser Schrift offenbart sind, war einer, der Effizienz in den Labortests, die mit diesen Teilen ausgeführt wurden, aufwies, der Ring mit der abgefasten Innenfläche 3.3.In the present invention, the ratio between the first radial force value V1 is in the vicinity of the opening 12 is less than or equal to the second radial force value V2 and less than half of the second radial force value V2 in a preferred embodiment. In other words, the ratio V1 / V2 is less than 1, preferably less than 0.5. Of all the rings 1 . 2 . 3 . 4 disclosed in this document was one that had efficiency in the laboratory tests performed on these parts, the ring with the chamfered inner surface 3.3 ,

Der Ring 3.1 mit der abgefasten Innenfläche wurde verschiedenen Labortests unterzogen. Einige der Ergebnisse, die durch diese Tests erzielt wurden, sind in 6.1, 6.2, 6.3 und 10 gezeigt.The ring 3.1 with the chamfered inner surface was subjected to various laboratory tests. Some of the results obtained by these tests are in 6.1 . 6.2 . 6.3 and 10 shown.

6.1, 6.2 und 6.3 zeigen den visuellen Aspekt der äußersten Schicht des Kolbenrings 1, 2, 3, 3.1, 4 nach einigen Testreihen, die die tribologischen Bedingungen der Zylinder-/Kolben-Grenzfläche in einem Motor während Normalbetrieb des Fahrzeugs simulieren. 6.1 . 6.2 and 6.3 show the visual aspect of the outermost layer of the piston ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 after several series of tests simulating the tribological conditions of the cylinder / piston interface in an engine during normal operation of the vehicle.

6.1, 6.2 und 6.3 können Bild für Bild mit 7.1, 7.2 und 7.3 verglichen werden, die das erzielte Ergebnis durch denselben Versuch zeigen, diesmal ausgeführt mit einem Kolbenring des Stands der Technik. 6.1 . 6.2 and 6.3 can use picture by picture 7.1 . 7.2 and 7.3 which show the result obtained by the same experiment, this time carried out with a piston ring of the prior art.

6.1, 6.3, 7.1 und 7.3 zeigen die Abschnitte der Außenfläche 1c, die in der Nähe der Enden 10 angeordnet sind. Aus diesen Figuren ist ersichtlich, dass der Ring 3.1 mit abgefaster Innenfläche kleinere Verschleißspuren aufweist und infolgedessen viel weniger Material in den kritischen Zonen 11 verliert als der Ring 1‘ des Stands der Technik, wenn er denselben tribologischen Bedingungen ausgesetzt ist. 6.1 . 6.3 . 7.1 and 7.3 show the sections of the outer surface 1c near the ends 10 are arranged. From these figures it can be seen that the ring 3.1 with chipped inner surface has smaller traces of wear and consequently much less material in the critical zones 11 loses as the ring 1' of the prior art, when exposed to the same tribological conditions.

11 zeigt die Ergebnisse eines zweiten Versuchs, der mit einem Ring 3.1 mit abgefaster Innenfläche ausgeführt wurde. Diese Figur zeigt ein Schaubild, das die radiale Kraft, die auf jeden der Punkte der Außenfläche 1c des Rings gegen die Innenfläche des Zylinders ausgeübt ist, abhängig von der Winkelanordnung dieser Punkte auf dem Ring. 11 shows the results of a second experiment with a ring 3.1 with chamfered inner surface was executed. This figure shows a graph showing the radial force exerted on each of the points of the outer surface 1c of the ring is exerted against the inner surface of the cylinder, depending on the angular arrangement of these points on the ring.

12 zeigt dasselbe Schaubild mit den Ergebnissen, die durch denselben Versuch, durchgeführt mit dem Ring 1‘ des Stands der Technik, erzielt wurden. Der Hauptunterschied zwischen diesen Schaubildern ist an Position 0 Grad und 360 zu bemerken, die der Anordnung der kritischen Zonen 11 entsprechen. 12 shows the same graph with the results obtained by the same experiment carried out with the ring 1' of the prior art. The main difference between these graphs is to notice at position 0 degrees and 360 that of the arrangement of the critical zones 11 correspond.

Es ist zu bemerken, dass der Ring 3.1 mit der abgefasten Innenfläche einen viel niedrigeren Druck gegen die Innenfläche des Zylinders in den kritischen Zonen 11 als der Ring 1‘ des Stands der Technik ausübt.It should be noted that the ring 3.1 with the chamfered inner surface a much lower pressure against the inner surface of the cylinder in the critical zones 11 as the ring 1' of the prior art.

Unter erneuter Bezugnahme auf 1, 2, 3, 3.1 und 4 wird hierin wiederholt, dass die vorliegende Erfindung aus einem Kolbenring besteht, dessen Außenfläche 1c, 2c, 3c, 3.1c, 4c zwangsweise mit einer nitrierten Schicht 13 abgedeckt ist, und der ebenfalls zwangsweise zumindest einen Teil seiner Innenfläche 1d, 2d, 3d, 3.1d, 4d nitrierfrei aufweist, d.h. mit denselben physiochemischen Eigenschaften des Substrats oder Kerns 14.Referring again to 1 . 2 . 3 . 3.1 and 4 is repeated herein that the present invention consists of a piston ring whose outer surface 1c . 2c . 3c . 3.1c . 4c forcibly with a nitrided layer 13 is covered, and also forcibly at least part of its inner surface 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d nitriding free, ie with the same physiochemical properties of the substrate or core 14 ,

Demgegenüber kann jegliche Entfernung von Nitridschicht 13 in der Innenfläche 1d, 2d, 3d, 3.1d, 4d den Verschleiß in den kritischen Zonen 11 abschwächen.In contrast, any removal of nitride layer 13 in the inner surface 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d wear in critical zones 11 weaken.

Daher besteht der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung aus einem Kolbenring 1, 2, 3, 3.1, 4 für jegliches Verbrennungsmotormodell, wobei dieser Kolbenring 1, 2, 3, 4 ganzheitlich mit einer Nitridschicht 13 auf seiner Außenfläche 1c, 2c, 3c, 3.1c und 4c beschichtet ist und frei von einer Nitridschicht 13 an zumindest Abschnitten seiner Innenfläche 1d, 2d, 3d, 3.1d, 4d ist.Therefore, the scope of the present invention is a piston ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 for any internal combustion engine model, this piston ring 1 . 2 . 3 . 4 holistic with a nitride layer 13 on its outer surface 1c . 2c . 3c . 3.1c and 4c is coated and free of a nitride layer 13 at least portions of its inner surface 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d is.

Alternativ gilt es, darauf hinzuweisen, dass der Kolbenring 1 der vorliegenden Erfindung neben der Teilabdeckung einer Nitridschicht 13 außerdem eine chrombasierte Beschichtung, eine Beschichtung, die durch Ionendampfabscheidung (IVD) ausgebildet ist, oder thermisches Spritzen, das die Nitridschicht 13 überdeckt, umfassen kann.Alternatively, it should be noted that the piston ring 1 of the present invention in addition to the partial coverage of a nitride layer 13 also a chromium-based coating, a coating formed by ionic vapor deposition (IVD), or thermal spraying comprising the nitride layer 13 covered, may include.

Schließlich ist zu beachten, dass die Vorteile, die sich aus der Technologie ergeben, welche in dieser Schrift beschrieben ist, nicht auf die Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit des Kolbenrings 1 begrenzt sind. Ein anderes Kennzeichen, das durch diese Technologie vorgesehen ist, besteht im Verleihen von größerer Elastizität an den Körper des Rings 1, 2, 3, 3.1, 4 insgesamt, was die Gestaltung des Kolbenrings 1, 2, 3, 3.1, 4 in der Kolbennut verbessert und die Gefahr vermindert, dass Risse entstehen, und des Brechens des Rings 1, 2, 3, 3.1, 4 während des Prozesses des Einrichtens desselben in der Nut und während seines Betriebs im Motor.Finally, it should be noted that the advantages resulting from the technology described in this document do not affect the longevity and resilience of the piston ring 1 are limited. Another feature provided by this technology is the lending of greater elasticity to the body of the ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 Overall, what the design of the piston ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 improved in the piston groove and reduces the risk of cracks, and the breaking of the ring 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 during the process of setting it up in the groove and during its operation in the engine.

Schließlich versteht es sich, dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung andere mögliche Variationen umfasst und nur durch den Inhalt der beiliegenden Ansprüche beschränkt ist, die die möglichen Äquivalente beinhalten.Finally, it should be understood that the scope of the present invention includes other possible variations, and is limited only by the terms of the appended claims, which include the possible equivalents.

Claims

Piston ring ( 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 ), which has an outer surface ( 1c . 2 . 3c . 3.1c . 4c ) and an inner surface 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d ), characterized in that the outer surface ( 1c . 2c . 3c . 3.1c . 4c ) holistically with a nitride layer ( 13 ) is covered and at least a portion of the inner surface ( 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d ) with a nitride layer ( 13 ) is covered.

Piston ring ( 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 ) according to claim 1, characterized in that it has an upper surface ( 1a . 2a . 3a . 3.1a . 4a ) and a lower surface ( 1b . 2 B . 3b . 3.1b . 4b ) coated with a nitride layer ( 13 ) are covered.

Piston ring ( 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 ) according to claim 1, characterized in that it is initially subjected to a process for the integral nitriding of the outer surface and subsequently by removal of at least part of the nitride layer ( 13 ) on the inner surface ( 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d ) is treated.

Piston ring ( 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 ) according to claim 3, characterized in that according to the method of nitriding the outer surface a chamfer ( 1e ) which is inserted between the inner surface ( 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d ) and one of the upper surfaces ( 1a . 2a . 3a . 3.1a . 4a ) or lower surface ( 1b . 2 B . 3b . 3.1b . 4b ) is arranged.

Piston ring ( 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 ) according to claim 1, characterized in that it is subjected to a process of partial nitriding its outer surface, which provides a holistic coverage of the entire outer surface ( 1c . 2c . 3c . 3.1c . 4c ) and at least part of the inner surface ( 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d ) free of the nitrided layer ( 13 ) receives.

Piston ring ( 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 ) according to claim 1, characterized in that it comprises one of the following cross-sections: rectangular, chamfered rectangular, substantially trapezoidal or substantially triangular cross-section.

Piston ring ( 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 ) according to claim 1, characterized in that on the nitrided layer ( 13 ) is a second layer, said second layer being formed from one of the following options: a chromium-based coating; a coating formed by ionic vapor deposition (IVD); or a layer formed by thermal spraying.

Piston ring ( 1 . 2 . 3 . 3.1 . 4 ) having a substantially annular shape, provided with a first outer surface and a second inner surface, provided with a cover region ( 12 characterized in that at least part of the inner surface does not have a nitride layer and a first radial force value (V1) taken at the opening and a second radial force value (V2) substantially at 180 degrees from the opening area (V1). 12 ), wherein the ratio V1 / V2 is lower than 1 and preferably lower than 0.5.

Manufacturing process and a piston ring ( 1 . 2 . 3 . 4 ), characterized by consisting of holistic nitriding of the entire outer surface of the piston ring ( 1 ) and then removing at least part of the nitrided layer ( 13 ) on the inner surface ( 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d ) is arranged.

Manufacturing process and a piston ring ( 1 . 2 . 3 . 4 ), characterized by consisting of partial nitriding of the outer surface of the piston ring ( 1 ), wherein a part of the inner surface ( 1d . 2d . 3d . 3.1d . 4d ) free of the nitrided layer ( 13 ).