DE19916201C1 - Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine

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DE19916201C1
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Markus Liedel
Helmut Muenstedt
Johannes Spermann
Thomas Steffens
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KS Kolbenschmidt GmbH
Original Assignee
KS Kolbenschmidt GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/32—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
    • C08G59/38—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups together with di-epoxy compounds

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer wenigstens abschnittsweise aufgebrachten Beschichtung des Kolbenschafts auf Epoxidharzbasis ,umfassend als Grundstoff Bisphenol A, einen Härter und gegebenenfalls einen Beschleuniger; um die Festigkeit der Beschichtung zu erhöhen ,wird vorgeschlagen, daß zur Herstellung der Beschichtung neben Bisphenol A 5-80 Masse-% Novolak enthalten sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer wenigstens abschnittsweise aufgebrachten Beschichtung des Kolbenschafts auf Epoxidharzbasis umfassend als Ausgangsstoff Bisphenol A, einen Härter und gegebenenfalls einen Beschleuniger.
DE 43 43 439 C2 beschreibt eine Beschichtung eines Kolbenschafts in Form eines Überzugs aus Graphit und einem nicht näher beschriebenen Epoxidharz.
DE 692 17 400 T2 offenbart zwar eine Epoxidharzzusammensetzung, die neben einer Vielzahl anderer Kombinationen Bisphenol A und Novolak umfassen kann. Ein Hinweis auf Kolben und Motorenteile ist in dieser Druckschrift aber nicht gegeben.
Bekannte Beschichtungsmaterialien, die üblicherweise im Siebdruckverfahren auf einen Kolbenschaft aufgebracht werden und aus Bisphenol A [2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, 4,4'- Isopropylidenbisphenol, Diphenylolpropan, Dian] gebildet sind, besitzen mit einer Glasübergangstemperatur von ca. 140°C bei den am Kolbenschaft auftretenden Betriebstemperaturen keine optimalen Festigkeitseigenschaften.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben mit einer bekannten Kolbenschaftbeschichtung dahingehend zu verbessern, daß die Festigkeitseigenschaften bei Betriebstemperaturen verbessert werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Kolben der vorstehend beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Herstellung der Beschichtung in dem Ausgangsstoff neben Bisphenol A 5-40 Masse-% Novolak enthalten sind. Der Ausgangsstoff ist also gebildet aus 60-95 Teilen Bisphenol A und 5-40 Teilen Novolak.
Epoxidharze auf Novolak-Basis sind bekannt. Sie erreichen zwar höhere Glasübergangstemperaturen, weisen aber Nachteile unter anderem im Hinblick auf die Sprödheit einer Schicht und im Hinblick auf eine reduzierte Haftfestigkeit auf.
Mit der vorliegenden Erfindung wurde nun völlig überraschend festgestellt, daß bei einer Zumischung von 5-40, vorzugsweise 10-25 Masse-% Novolak zu der Ausgangssubstanz Bisphenol A im Hinblick auf die Festigkeitseigenschaften, und die Sprödheit der Beschichtung optimale Eigenschaften erreicht werden.
In Bezug auf den Ausgangsstoff sind also 60-95 Masse-% Bisphenol A und 5-40 Masse-% Novolak enthalten, bzw. 75-90 Masse-% Bisphenol A und 10-25 Masse-% Novolak.
Bisphenol A und Novolak bilden eine Gesamtharzmatrix. Dieser Gesamtharzmatrix können Festschmierstoffe, beispielsweise Molybdändisulfid und/oder Graphit, zugesetzt sein. Die Festschmierstoffe können innerhalb der Gesamtharzmatrix 5-50, insbesondere 10-30 Vol.-% einnehmen.
Ferner können, zur Erhöhung des Abrasivwiderstandes der Beschichtung harte Partikel, wie Metallpulver oder -späne oder Keramikpartikel, enthalten sein. Die harten Partikel können 10-40 Vol.-% der Gesamtharzmatrix einnehmen.
Die Harze haben die folgende Zusammensetzung:

Claims (7)

1. Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer wenigstens abschnittsweise aufgebrachten Beschichtung des Kolbenschafts auf Epoxidharzbasis umfassend als Ausgangsstoff Bisphenol A, einen Härter und gegebenenfalls einen Beschleuniger, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Beschichtung in dem Ausgangsstoff neben Bisphenol A 5-80 Masse-% Novolak enthalten sind.
2. Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben Bisphenol A 10-25 Masse-% Novolak enthalten sind.
3. Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtung Festschmierstoffe in Form von Additiven zugesetzt sind.
4. Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Additive Molybdändisulfid und/oder Graphit zugesetzt sind.
5. Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Festschmierstoffe 5-50, vorzugsweise 10-30 Vol.% der Gesamtharzmatrix einnehmen.
6. Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung des Abrasivwiderstands der Beschichtung härte Partikel, wie Metallpulver oder -späne oder Keramikpartikel, enthalten sind.
7. Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die harten Partikel 10-40 Vol.% der Gesamtharzmatrix einnehmen.
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