DE1228067B - Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff fuer Kolbenringe - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C 22c

Deutsche Kl.: 40 b-39/16

Nummer: 1228 067

Aktenzeichen: T 21723 VI a/40 b

Anmeldetag: 9. März 1962

Auslegetag: 3. November 1966

Bei der Herstellung von Kolbenringen aus Stahl ist es bekannt, einen Stahldraht in erhitztem Zustand auf einen Dorn aufzuwickeln, wobei durch die Abkühlung auf dem Dorn eine Härtung erzielt wird. Dieses bekannte Verfahren ermöglicht zwar die Herstellung von Kolbenringen auf denkbar einfache Weise, doch erreichen die bisher bekannten, aus den üblichen Kolbenringlegierungen hergestellten Kolbenringe nicht die Wärmefestigkeit und Verschleißfestigkeit, die von hochwertigen Kolbenringen verlangt werden muß.

Es ist bereits ein Stahl mit Gehalten von 0,5 bis 1,5% C, 4,0 bis 8,0% Cr, 3,0 bis 10,0% Mo und 0,5 bis 1,5 % V bekanntgeworden, dem durch Erhitzen auf 1175° C und Abschrecken in Öl eine gesteigerte Kern- und Oberflächenhärte und damit eine gegenüber Zermahlbeanspruchungen, wie sie z. B. in Kugellagern bei sehr großen Arbeitsbelastungen auftreten, erhöhte Widerstandsfähigkeit gegeben wird. Erfindungsziel ist demgegenüber ein allen Ansprüchen genügender Kolbenring. Bei Kolbenringen kommt es nicht auf eine hohe Harte und Zermahlfestigkeit, sondern auf hohe Warm- und Verschleißfestigkeit sowie gute Gleiteigenschaften an, die bei einem Kugellagerstahl nicht von übergeordneter Bedeutung sind. Das Bekanntsein dieses Kugellagerstahles konnte dem Fachmann aber auch nicht die Erkenntnis vermitteln, daß ein Stahl gleicher oder ähnlicher Zusammensetzung durch eine andere Behandlung Eigenschaften annehmen würde, die ihn für die Herstellung von Kolbenringen besonders geeignet machen.

Zur Erzielung eines allen Ansprüchen genügenden Kolbenringes wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine aus

0,3 bis 1,5% Kohlenstoff, 1,0 bis 25,0% Chrom, 0,5 bis 4,0% Molybdän, 0,1 bis 2,0% Vanadin, Rest Eisen,

bestehende Stahllegierung in Form eines Drahtes als Werkstoff für Kolbenringe zu verwenden, der vorzugsweise induktiv über den A₀₃-Punkt erwärmt und beim Aufwickeln auf einen Dorn durch Abkühlung gehärtet wird. Erfindungsgemäß kann die Warmfestigkeit des Kolbenringes durch Zulegierung von 1,0 bis 5,0% Nickel und/oder 1,0 bis 10,0% Wolfram weiter wesentlich erhöht werden.

Ein aus diesem Material bestehender Vierkant-Verwendung einer Stahllegierung als Werkstoff
für Kolbenringe

Anmelder:

Teves-Thompson & Co. G. m. b. H.,
Barsinghausen

Als Erfinder benannt:
Gerhard Kubera, Barsinghausen

ao draht wird unmittelbar vor der Verformung auf seine Härtetemperatur, d.h. über den A_c3-Punkt erhitzt. In diesem Zustand ist der Draht plastisch und leicht verformbar und zeigt keinerlei Rückfederungseigenschaften. Die Abkühlung erfolgt auf dem Dorn so schnell, daß eine volle Aushärtung des Materials erfolgt, und zwar in der vom Dorn aufgezwungenen, der gewünschten Radialdruckverteilung entsprechenden Form. Der Draht paßt sich also infolge seiner Plastizität dem formgedrehten Dorn gut an und kann sich bei dem zur Härtung notwendigen Abkühlen nicht verziehen, weil er durch den Dorn in der gewünschten Form gehalten wird.

Der Werkstoff eignet sich ausgezeichnet zur Herstellung von unrunden Kolbenringen, in welchem Falle der Draht über einen unrunden Dorn gewickelt wird. Hierbei kann das die Maulweite bildende Stück des Ringumf anges noch auf dem Dorn ausgeschnitten oder die Wendel — nach Anbringen einer Markierung über die ganze Länge des Wendeis an der Stelle des Ausschnittes — vom Dorn abgezogen und das Ausschneiden außerhalb des Domes vorgenommen werden.

Der gehärtete Ring kann anschließend zur Erreichung der günstigsten Materialeigenschaften noch einer Anlaßbehandlung unterzogen werden, wobei wegen der niedrigen Anlaßtemperatur das Auftreten eines Verzuges nicht zu befürchten ist. Vorteilhaft wird der Ring bei der Anlaßbehandlung plan gespannt, um die von der Wendel herrührende Unplanheit zu beseitigen.

Infolge des Fehlens jeglicher Rückfederung beim Wickeln des Drahtes bei der hohen Härtetemperatur

^: 609 709/264

paßt sich der Draht dem formgedrehten Dorn gut an, so daß auf eine Nachbearbeitung des; Innendurchmessers verzichtet werden kann. Es ist lediglich erforderlich, die Planfläche zu schleifen und den Außendurchmesser zu honen.

An Stelle einer Luftabschreckung kann-auch eine zusätzliche ölabschreckung während .,des Wickeins vorgesehen sein, ebenso Wie es das Ausgangsmaterial ermöglicht, die Kolbenringe - einer 'nachträglichen Gasnitrierung zu unterwerfen, . '/...._.,

Claims (1)

1. Patentansprüche:
   1. Verwendung einer Stahllegierung, bestehend

   0,5 bis 4,0% Molybdän,
   0,1 bis 2,0 ⁰Zo Vanadin,
   Rest Eisen,

   in Form eines Drahtes, der über den A_c3-Punkt, vorzugsweise induktiv, erwärmt und beim Aufwickeln auf einen Dorn durch Abkühlung gehärtet ist, als Werkstoff für Kolbenringe.

   2. Verwendung einer Stahllegierung nach Anspruch 1, wobei die Stahllegierung zusätzlich noch 1,0 bis 5,0% Nickel und/oder 1,0 bis 10,0% Wolfram enthält.

   aus

   0,3 bis 1,5% Kohlenstoff,
   1,0 bis 25,0% Chrom,

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 865 511.

   609 709/264 10.66 © Bundesdruckerei Berlin