DE1214933B

DE1214933B - Piston seal for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1214933B
Application number: DEG33811A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Fuhrmann
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1961-12-13
Filing date: 1961-12-13
Publication date: 1966-04-21

Description

Kolbenabdichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Kolbenabdichtung für Brennkraftmaschinen, bestehend aus mehreren Kolbenringen, von denen der brennraumnächste Ring eine verschleißfeste Laufflächenschicht aus Chrom aufweist, wobei zum besseren Einlaufen des Chromringes ein in Metall oder Kunstharz eingebettetes Schleifmittel verwendet ist.Piston seal for internal combustion engines The invention relates to a Piston seal for internal combustion engines, consisting of several piston rings, from which the ring closest to the combustion chamber has a wear-resistant running surface layer made of chrome has, with a metal or synthetic resin for better running-in of the chrome ring embedded abrasive is used.

Es sind bereits Kolbenringe bekannt, deren Oberfläche, insbesondere im Bereich der Lauffläche, mit einer Oxyd- bzw. Phosphatschicht überzogen ist. Diese Schichten besitzen eine hohe Öladsorptionsfähigkeit und verleihen dem Kolbenring dadurch eine ausreichende Schmierfähigkeit und Notlaufeigenschaft.There are already piston rings known whose surface, in particular is coated with an oxide or phosphate layer in the area of the running surface. These Layers have a high oil absorption capacity and give the piston ring thus sufficient lubricity and emergency running properties.

Ferner hat man zum gleichen Zweck auf die Lauffläche eines Kolbenringes eine Einlaufschicht aus Lack aufgebracht und fest mit der Lauffläche verbunden. In diese Schicht wurde vorher Graphit eingemengt, oder es wurde nachträglich Graphit aufgebracht, um die gewünschte Schmierfähigkeit noch zu erhöhen. Zur Vermeidung von im Anfangsbetrieb des Motors auftretenden Einlaufschwierigkeiten der Ringe hat man diesem Lack schließlich ein feines Schleifpulver einverleibt, wie es z. B. für das Polieren von Schliffen für metallographische Untersuchungen verwendet wird. Durch das Poliermittel sollten die bei der Herstellung der Ringe entstandenen scharfen Drehkämme während des Einlaufvorganges langsam abgetragen und teilweise in die Vertiefungen zwischen den einzelnen Kämmen eingelagert werden.Furthermore, one has the same purpose on the running surface of a piston ring a running-in layer of lacquer is applied and firmly bonded to the running surface. Graphite was mixed into this layer beforehand, or graphite was subsequently added applied to increase the desired lubricity. To avoid has problems with running-in of the rings during the initial operation of the engine you finally incorporated a fine abrasive powder into this paint, as it is, for. B. for the polishing of sections is used for metallographic investigations. The polishing agent should make the rings sharp Rotary combs slowly removed during the running-in process and partially into the depressions be stored between the individual ridges.

Gußeiserne Kolbenringe, deren Laufflächen mit diesen bekannten Einlaufschichten versehen waren, haben sich im Gebrauch gut bewährt. Jedoch zeigten Versuche, daß sich die bekannten Mittel nicht zum Schleifen gehärteter Kolbenring-Oberflächen eignen, da die Zusätze in Verbindung mit dem Poliermittel zu sehr schmieren.Cast iron piston rings, the running surfaces of which are covered with these well-known running-in layers were provided, have proven themselves well in use. However, experiments showed that the known means are not used for grinding hardened piston ring surfaces suitable because the additives smear too much in connection with the polishing agent.

Bekanntlich sind lichtspaltundichte Kolbenringe nachteilig, da die abzudichtenden Gase zwischen den Ringen und der Zylinderwand durchtreten können und zum Ausglühen einzelner Ringteile führen. Letzteres ist besonders für verchromte Kolbenringe von Nachteil, da die Chromschicht ihre Verschleißfestigkeit verliert. Da sich im Gebrauch gezeigt hat, daß nur der oberste, d. h. der dem Brennraum benachbarte Kolbenring an seiner Lauffläche verchromt sein soll, ist darauf zu achten, daß er möglichst bald voll zum Tragen kommt, um die vorhin genannten Nachteile des Gasdurchtritts zu vermeiden. Es wurde daher auch bereits durch einen verhältnismäßig weichen Überzug auf die Chromschicht versucht, die anfänglichen Einlaufschwierigkeiten zu überbrücken. Unabhängig davon, daß das Aufbringen einer derartigen Schicht, z. B. aus Kupfer, besondere Schwierigkeiten bereitet, blieb der gewünschte Erfolg aus, da die Schichten zu dünn aufgetragen wurden und bald verbraucht waren, ohne den Einlauf der Chromschicht beschleunigt zu haben.It is known that piston rings which are not leak-proof are disadvantageous because the gases to be sealed can pass between the rings and the cylinder wall and lead to the annealing of individual ring parts. The latter is especially for chrome plated Piston rings are disadvantageous because the chrome layer loses its wear resistance. Since it has been shown in use that only the uppermost, i.e. H. the one adjacent to the combustion chamber If the piston ring is to be chrome-plated on its running surface, make sure that it as soon as possible comes to full effect to the aforementioned disadvantages of gas penetration to avoid. It has therefore already been given a relatively soft coating on the chrome layer tries to bridge the initial run-in difficulties. Regardless of the fact that the application of such a layer, e.g. B. made of copper, causes particular difficulties, the desired success did not materialize because the layers were applied too thinly and were soon used up without the running-in of the chrome layer to have accelerated.

Daher wurden bisher verchromte Kolbenringe nach einem oberflächlichen Abschleifen der beim Verchromen entstehenden Knospen in einem Zylinder gehont, bis die gewünschte Lichtspaltdichtigkeit erreicht wurden. Derart behandelte Kolbenringe sind zwar zuverlässig im Betrieb, jedoch unwirtschaftlich in ihrer Herstellung.Therefore, so far, chrome-plated piston rings were after a superficial Grinding of the buds created during chrome plating honed in a cylinder until the desired light gap tightness has been achieved. Piston rings treated in this way are reliable in operation, but uneconomical to manufacture.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Schleifen verchromter Laufflächen von Kolbenringen innerhalb des Motorzylinders zu ermöglichen, um einen schnellen und wirtschaftlichen Einlaufvorgang zu erreichen.The object of the invention is the grinding of chrome-plated running surfaces of piston rings inside the engine cylinder to allow for a quick and economical running-in process.

Erfindungsgemäß ist das Schleifmittel ausschließlich auf der Lauffläche des dem verchromten Ring folgenden Ringes vorgesehen. Dadurch wird erreicht, daß sich die Schleifmittelteilchen an der Zylinderwand anlagern und die Unebenheiten der Chromschicht abtragen, ohne daß der verchromte Ring seine Dichtwirkung in der Einlaufzeit einbüßt. Es ist möglich, den verchromten Kolbenring vor dem Einbau geringfügig an seiner Oberfläche zu bearbeiten, um die scharfen Knospen abzutragen, die beim Verchromen entstehen.According to the invention, the abrasive is exclusively on the tread of the ring following the chrome-plated ring. It is thereby achieved that the abrasive particles adhere to the cylinder wall and the bumps remove the chrome layer without the chrome-plated ring having its sealing effect in the Run-in period is lost. It is possible to slightly remove the chrome piston ring before installing it to work on its surface in order to remove the sharp buds that appear in the Chrome plating arise.

Als Bindemittel für die Schleifkörper kann ein Metall, z. B. Blei, Zinn, Kupfer oder auch ein Kunstharz Verwendung finden. Für die Erfindung ist es nicht entscheidend, wie das Schleifmittel in die Trägerschicht eingebaut ist. So kann eine Mischung von Metallpulver und Schleifmittelpulver durch Sintern aufgetragen sein. Ebenso besteht die Möglichkeit, daß zunächst die metallische Schicht bzw. Kunstharz- Schicht auf die Ringlauffläche aufgebracht und danach das Schleifmittel durch Pressen, Walzen oder nach dem System des Sandstrahlens aufgespritzt wird.A metal, e.g. B. lead, Tin, copper or even a synthetic resin can be used. For the invention it is It does not matter how the abrasive is incorporated into the backing layer. So a mixture of metal powder and abrasive powder can be applied by sintering be. There is also the possibility that the metallic layer or Synthetic resin Layer applied to the ring running surface and then the abrasive is sprayed on by pressing, rolling or using the sandblasting system will.

Beachtlich ist jedoch, daß der Schleifmittelantei, bezogen auf die Trägermasse der Bindeschicht, mindestens 25 % beträgt. Je höher der Anteil des Schleifmittels gewählt wird, desto dünner kann die Gesamtschichtstärke sein, so daß nur geringer Abrieb ins Kurbelgehäuse gelangt. Im allgemeinen wird man bereits mit einer Schichtdicke von 0,005 bis 0,01 mm auskommen, wenn man einen Schleifmittelanteil von 40 bis 6011/o wählt. Für einige Verwendungszwecke ist es jedoch notwendig, die Schichtstärke bis zu 0,03 mm heraufzusetzen, insbesondere dann, wenn die Chromoberfläche, vorher nicht bearbeitet wurde.It is noteworthy, however, that the abrasive content, based on the Carrier mass of the binding layer, is at least 25%. The higher the proportion of abrasive is chosen, the thinner the total layer thickness can be, so that only less Abrasion gets into the crankcase. In general, one is already working with one layer of thickness from 0.005 to 0.01 mm get along if you have an abrasive content of 40 to 6011 / o chooses. However, for some uses it is necessary to increase the thickness of the layer to 0.03 mm, especially if the chrome surface has not been used beforehand was edited.

Bei Weiterverfolgung des Erfindungsgedankens ist es denkbar, daß der Chromring der Kolbenabdichtung durch einen anderen Kolbenring ersetzt werden kann, dessen Oberfläche in an sich bekannter Weise gehärtet bzw. mit einem anderen verschleißfesten Werkstoff überzogen ist.If the inventive concept is pursued, it is conceivable that the The chrome ring of the piston seal can be replaced by another piston ring, whose surface is hardened in a manner known per se or with another wear-resistant Material is coated.

Claims

Claims: 1. Piston seal for internal combustion engines, consisting of made up of several piston rings, of which the ring closest to the combustion chamber is a wear-resistant one Has tread layer made of chrome, with the chrome ring for better running-in an abrasive embedded in metal or synthetic resin is used, thereby characterized in that the abrasive is exclusively on the running surface of the dem Chrome ring following next ring is provided.

2. Piston seal according to claim 1, characterized in that the abrasive layer has a thickness of up to 0; 03 mm. Documents considered: German Patent No. 704 467.