DE1751573B2 - Kolbenring fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein chrombeschichteter Kolbenring für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Grundring, der an seiner Laufflächenseite einen etwa auf halber Höhe des Ringes umlaufenden Steg aufweist, un einer Chromschicht, die sowohl den Steg als tuch die beiden benachbarten Laufflächenbereiche in etwa gleicher Dicke und ohne Unterbrechung bedeckt

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 guten Eigenschaften von Molybdänschichten zu verbinden.

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

Daher hat man bereits die Einlaufschicht in eine oder mehrere Nuten der verchromten Kolbenringlauffläche eingebettet, wobei die Nuten bis zum Grundwerkstoff des Kolbenringes reichten, so daß eine feste Haftverbindung der Einlaufschicht mit dem Grundwerkstoff zustandekam. Es ist auch schon bekannt daß die Einlaufschicht aus Molybdän oder Titan besteht und gegebenenfalls 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 Schnellauf ende Dieselmotoren, molybdängefüllte verchromte Kolbenringe, bei denen in der verchromten Lauffläche eine um den Ringumfang verlaufende Mittelnut mit Molybdän gefüllt ist. Die bekannten guten Verschleißeigenschaften des verchromten Ringes sind hier mit der großen Freßsicherheit des Molybdän gepaart, so daß der Ring in weitestem Maße die Forderungen nach Brandspursicherheit und langer Lebensdauer erfüllt, jedoch ist das Herstellungsverfahren dieser Ringe schwierig.

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 besteht

Ferner werden nach M TZ 19 (1958) Nr. 11, Seite 389 Kolbenringe konstruiert die an ihrer Laufflächenbreite etwa auf halber Höhe des Ringes umlaufende Stege als Einlaufnasen aufweisen. Dabei ist die gesamte Lauffläche sowohl im Bereich des Steges als auch im Bereich ίο der benachbarten Laufflächenbreite mit einer zusammenhängenden, gleichmäßig dicken Chromschicht bedeckt Derartige Ringe haben sich in der Praxis jedoch nicht bewährt Dies mag vor allem daran liegen, weil zwar verchromte Kolbenringe eine hohe Verschleißfestigkeit besitzen, ihnen jedoch gute Lauf eigenschaften und insbesondere gute Brandspur- und Freßsicherheiten fehlen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen Mängel dieses Kolbenringes zu beseitigen und seine Konstruktion noch wirksamer und vor allem haltbarer zu gestalten. Das Herstellungsverfahren des Kolbenringes soll dabei möglichst einfach und wirtschaftlich sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Chromschicht in den dem Gebiet des Steges benachbarten Bereichen zusätzlich mit Molybdän beschichtet ist Damit ist ein Kolbenring entstanden, auf dessen Lauffläche besonders dauerhafte Bänder von verschleiß- und reibungsf estern Überzugsmetall mitein ander abwechseln. Gegenüber den bekannten verchromten Kolbenringen mit molybdängefüllten Nuten in der Lauffläche ist das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Kolbenringe zusätzlich besonders einfach und wirtschaftlich.

In der Zeichnung ist die Erfindung an dem Ausführungsbeispiel des Querschnittes eines Kolbenringes mit einem hartchrombedeckten Mittelsteg und molybdänisierten Laufflächen-Randbändern erläutert.
Der aus Gußeisen bestehende Grundkörper 1 des Ringes weist einen Mittelsteg 2 * uf der Lauffläche auf. Die Lauffläche ist mit einer aufgerauhten Hartchromschicht 3 überzogen. Beiderseits d es Steges 2 ziehen sich Molybdänränder 4, 5 um den Ringumfang, die dadurch entstanden sind, daß auf die Chromschicht 3 Molybdän aufgespritzt und dann soviel von der Molybdänschicht abgeschliffen worden ist, daß die Chromschicht 3 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 ausgesetzt, daß die Weichschicht schon in den ersten Betriebssekunden von der Lauffläche herabgeschoben wird.

Im Herstellungsverfahren wird dabei die Mantelfläche des Ringes 1 ganzflächig mit Hartchromschichten 3 oder gegebenenfalls sonstigen verschleißfesten Schichten, wie z. B. Hartnickel, überzogen. Daran anschließend kann diese Schicht 3 durch chemische Ätzung oder

<Ό durch Strahlbehandlung mit Korund, Siliziumkarbid oder Diamantstaub aufgerauht werden,und danach wird auf die gesamte Fläche 3 Molybdän aufgespritzt. Durch die angeschlossene Bearbeitung wird das gleitreibungsbeständige Metall bis zum Hervortreten der verschleißfesten Schicht 3 auf dem Steg 2 abgeschliffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Chrombeschichteter Kolbenring für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Grundring, der an seiner Laufflächenseite einen etwa auf halber Höhe des Ringes umlaufenden Steg aufweist und einer Chromschicht die sowohl den Steg als auch die beiden benachbarten Laufflächenbereiche in etwa gleicher Dicke und ohne Unterbrechung bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht (3) in den dem Bereich des Steges (2) benachbarten Bereichen (3, 4) zusätzlich mit Molybdän beschichtet ist