DE1751573A1

DE1751573A1 - Kolbenring fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1751573A1
Application number: DE19681751573
Authority: DE
Inventors: Horst Dr-Ing Beyer
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1968-06-21
Filing date: 1968-06-21
Publication date: 1971-05-19
Also published as: GB1269704A; FR2011353A1; US3595590A; DE1751573B2

Description

Kolbenring für Brennkraftmaschinen

Gegenstand der Erfindung ist ein Kolbenring für Brennkraftmaschinen, der einen Laufflächenüberzug aus mehreren axial übereinander angeordneten Bändern eines verschleißfesten Metalls wie z.B. Chrom und eines gleitreibungsbeständigen Metalls wie z.B. Molybdän aufweist.

Molybdänschichten, wie sie vielfach auf Kolbenringe aufgebracht sind» neigen weniger zum Fressen als andere Oberflächenschichten, dagegen sind sie nicht so verschleißbeständig wie z.B. Hartchromschichten. Durch die Erfindung wird ein Weg gezeigt, die guten Verschleißeigenschaften von Chrom- oder anderen Schichten mit den guten Eigenschaften von Molybdänschichten zu verbinden.

Es ist bereits ein Kolbenring bekannt, in der ein Einlagering mit verchromter Lauffläche liegt. Ferner kennt man Kolbenringe mit Hartchrom-Laufflächenschichten, die ihrerseits mit Weichchrom, Kupfer oder Zinn überzogen sind. Die Haftung des weicheren Werkstoffes auf der glatten Hartchromschicht war aber unbefriedigend, eo daß sich die als Einlaufschicht gedachte Zweitschicht häufig bereits bei den ersten Hüben des Kolbens abschob.

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Daher hat man bereite die Einlaufe chi cht in eine oder mehrere Nutender verchromten Kolbenringlauffläche eingebettet, wobei die Nuten bis zum Grundwerkstoff des Kolbenringes reichten« so daß eine feste Haftverbindung der Einlaufechicht mit dem Grundwerkstoff zustandekam· Es ist auch schon bekannt, daß die Einlauf schicht aus Molybdän oder Titan besteht und ggf. die gesamte Chromlauffläche mit Molybdän oder Titan in dieser Weise überzogen ist* Dabei kamen aber die verschiedenen Laufflächen-Überzugsmetalle nicht gleichzeitig* sondern nacheinander zum Tragen.

Bekannt sind weiter für extreme Betriebsbedingungen, vorzugsweise für schnellaufende Dieselmotoren, molybdängefüllte verchromte Kolbenringe» bei denen in der verchromten Lauffläche eine um deft Ringumfang verlaufende Mittelnut mit Molybdän gefüllt ist. Die bekannten guten Verschleiß -eigenschaften des verchromten Ringes sind hier mit der großen Freßsicherheit des Molybdän gepaart, so daß der Ring in weitestem Maße die Forderungen nach Brandspur sicherheit und langer Lebensdauer erfüllt. Schließlich sind auch Kolbenringe mit Laufflächen-Randbändern aus Chrom oder Molybdän bekannt, bei denen ein Mittelband der konkaven, konvexen oder ebenen Lauffläche aus dem Grundwerkstoff ohne überzug bestand.

Um nun die Konstruktion noch wirksamer und vor allem haltbarer zu gestalten, ist erfindungsgemäß bei einem Kolbenring der eingangs gekenn-

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zeichneten Art das verschleißfeste Metall auf die mit einem hervortretenden Steg versehene Lauffläche aufgetragen und sind die entstehenden Unebenheiten der Lauffläche mit dem gleitreibungsbeständigen Metall aufge-. füllt. Vorteilhafterweise ist der Steg ein Mittelsteg der senkrechten Lauffläche, er kann aber auch bei Kolbenringen für Sonderzwecke mit Vorteil die Unterkante der schrägen Lauffläche sein. Es empfiehlt sich, daß die Laufflächenschicht des verschleißfesten Metalls aufgerauht ist, einerseits um eine gewisse Schmierölaufnahme im Betrieb zu gewährleisten, andererseits aber, um die Herstellung des Ringes derart zu ermöglichen, daß die gesamte Mantelfläche des Ringes zunächst mit Hartchrom oder sonstigen verschleißfesten Schichten wie z«B. Hartnickel überzogen werden kann, worauf nach der sehr sorgfältigen Aufrauhung dieser Schicht durch chemische Ätzung oder durch Strahlbehandlung mit Korund, Siliziumkarbid oder Diamantstaub die Mantelfläche mit Molybdän bespritzt werden kann. Ist darauf erfindungsgemäß die auf die Lauffläche aufgespritzte Schicht des gleitreibungsbeständigen Metalls bis zum Hervortreten der verschleißfesten Schicht auf dem Steg abgeschliffen, so hat man einen Kolbenring, auf dessen Lauffläche besonders dauerhafte Bänder von verschleiß- und reibungsfestem überzugstnetall miteinander abwechseln.

In der Zeichnung ist die Erfindung an dem Ausführungsbeispiel des Querschnittes eines Kolbenringes mit einem hartchrombedeckten Mittelsteg und molybdänisierten Laufflächen-Randbändern erläutert.

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Der aus Gußeisen bestehende Grundkörper i des Ringes weist einen
Mittelsteg 2 auf der Lauffläche auf. Die Lauffläche ist mit einer aufgerauhten Hartchromschicht 3 übersogen. Beiderseits des Steges 2 ziehen sich Molybdänbänder 4,5 um den Ringumfang, die dadurch entstanden sind, daß auf die Chromechicht 3 Molybdän aufgespritzt und dann soviel von der Molybdänschicht abgeschliffen worden ist, daß die Chromechicht auf dem Steg 2 zum Vorschein kommt· Teils wegen der Eigenheiten von Molybdän» teils wegen der Aufrauhung der Chromschicht 3, teils aber auch wegen der mechanischen Hinderung durch den Steg 2 ist der Kolbenring nicht der sonstigen Gefahr einer Weich- auf einer Hartschicht aus gesetzt» daß die Weichsicht schon in den ersten Betriebs Sekunden von der Lauffläche her abgeschoben wird.

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Claims

An Sprüche

1. Kolbenring für Brennkraftmaschinen mit einem Laufflächenüberzug aus mehreren axial Übereinander angeordneten Bändern eines verschleißfesten Metalls wie z.B. Chrom und eines gleitreibungsbeständigen Metalls wie z.B. Molybdän, dadurch gekennzeichnet, daß das verschleißfeste Metall (3) auf die mit einem hervortretenden Steg (2) versehene . Lauffläche des Grundkörpers (1) aufgetragen ist und die entstehenden Unebenheiten der Lauffläche mit dem gleitreibungsbeständigen Metall (4,5) aufgefüllt sind.

2. Kolbenring nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (2) ein Mittelsteg der senkrechten Lauffläche ist*

3. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (2) die Unterkante der schrägen Lauffläche iit.

4. Kolbenring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächensüchicht des verschleißfetten Metalle (3) aufgerauht ist.

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5. Kolbenring nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Lauffläche aufgespritzte Schicht des gleitreibungsbestttndigen Metalle (4, 5) bis zum Hervortreten der verschleißfesten Schicht (3) abgeschliffen ist·

GOETZEWERKE Friedrich Goetae AG eneralvollmacft l/63

Vossieck

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