DE202017100093U1

DE202017100093U1 - piston ring

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Publication number: DE202017100093U1
Application number: DE202017100093.1U
Authority: DE
Original assignee: Federal Mogul Burscheid GmbH
Current assignee: Federal Mogul Burscheid GmbH
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2017-01-23
Anticipated expiration: 2027-01-12

Abstract

Kolbenring, insbesondere Kompressionskolbenring, mit einer radial äußeren Lauffläche (2), einer radial inneren Umfangsfläche (3), sowie dazwischen sich erstreckenden Flankenflächen (4, 4‘), wobei der Kolbenring (1) einen Stoß (5) aufweist und die Lauffläche (2) zumindest partiell mit einer DLC-Schicht (8) versehen ist, die sich bis in den Bereich der Stoßenden (6, 7) des Kolbenrings (1) erstreckt, wobei im Bereich des jeweiligen Stoßendes (6, 7) mindestens eine, zumindest die DLC-Schicht (8) materialmäßig reduzierende Fase (11, 12) vorgesehen ist.Piston ring, in particular compression piston ring, with a radially outer running surface (2), a radially inner peripheral surface (3), and between them extending flank surfaces (4, 4 '), wherein the piston ring (1) has a shock (5) and the running surface ( 2) is at least partially provided with a DLC layer (8) which extends into the region of the butt ends (6, 7) of the piston ring (1), wherein in the region of the respective butt end (6, 7) at least one, at least the DLC layer (8) material reducing chamfer (11, 12) is provided.

Description

Die Neuerung betrifft einen Kolbenring, insbesondere einen Kompressionskolbenring. The innovation relates to a piston ring, in particular a compression piston ring.

Kolbenringe, insbesondere Kompressionskolbenringe werden vielfach mit Laufflächenbeschichtungen versehen, wobei Kolbenringe mit vollflächiger Laufflächenschicht im motorischen Betrieb mehr oder minder ausgeprägte Schädigungen der Schicht im Bereich der Stoßenden aufweisen. Piston rings, in particular compression piston rings are often provided with tread coatings, piston rings with full-surface tread layer have more or less pronounced damage to the layer in the region of the butt ends during engine operation.

Die DE 1 800 264 offenbart einen Kolben mit Kolbenringen für Brennkraftmaschinen, der in Ringnuten mindestens zwei Kompressionskolbenringe trägt, wobei jeder Kolbenring eine Gasdurchtrittsfläche aufweist, die durch die Zylinderwand der Brennkraftmaschine, den Ringstoß des Kolbenrings und die äußere Berührungskante von Kolben und Kolbenringen begrenzt ist. Die beiden äußeren Berührungskanten zwischen dem Kolben und dem Brennraum des zweitnächsten Kompressionskolbenrings und – soweit vorhanden – den folgenden Kompressionskolbenringen, sind durch eine Anfasung oder Eindrehung einer oder beider Ringnutaußenkanten und/oder einer oder beider Kompressionskolbenringaußenkanten zur Kolbenmittelachse hin verlegt. The DE 1 800 264 discloses a piston with piston rings for internal combustion engines, which carries in annular grooves at least two compression piston rings, each piston ring has a gas passage area which is bounded by the cylinder wall of the internal combustion engine, the annular joint of the piston ring and the outer contact edge of the piston and piston rings. The two outer contact edges between the piston and the combustion chamber of the second next compression piston ring and - if present - the following compression piston rings are laid by a chamfer or recess of one or both Ringnutaußenkanten and / or one or both compression piston ring outer edges to the piston center axis.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, Kolbenringe die mit Laufflächenbeschichtungen versehen sind, so zu konfigurieren, dass Schädigungen der Laufflächenschicht im Bereich der Stoßenden weitestgehend vermieden werden können. The innovation is based on the task of configuring piston rings which are provided with tread coatings in such a way that damage to the tread layer in the region of the butt ends can be largely avoided.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Kolbenring, insbesondere einen Kompressionskolbenring, mit einer radial äußeren Lauffläche, einer radial inneren Umfangsfläche sowie dazwischen sich erstreckenden Flankenflächen, wobei der Kolbenring einen Stoß aufweist und die Lauffläche zumindest partiell mit einer DLC-Schicht versehen ist, die sich bis in den Bereich der Stoßenden des Kolbenrings erstreckt, wobei im Bereich des jeweiligen Stoßendes mindestens eine, zumindest die DLC-Schicht materialmäßig reduzierende Fase vorgesehen ist. The object is achieved by a piston ring, in particular a compression piston ring, with a radially outer running surface, a radially inner peripheral surface and between them extending flank surfaces, wherein the piston ring has a shock and the tread is at least partially provided with a DLC layer extending to extends in the region of the butt ends of the piston ring, wherein in the region of the respective butt end at least one, at least the DLC layer materially reducing chamfer is provided.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Neuerungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Advantageous developments of the subject invention can be found in the dependent claims.

Vorteilhafterweise kommt eine DLC-Schicht des Typs ta–c zum Einsatz. Advantageously, a DLC layer of the type ta-c is used.

Die DLC-Schicht soll hierbei vollflächig auf der Lauffläche des Kolbenrings, insbesondere des Kompressionskolbenrings, aufgebracht sein. The DLC layer should in this case be applied over the entire surface of the running surface of the piston ring, in particular of the compression piston ring.

Durch die Materialreduzierung zumindest der DLC-Schicht im Bereich des jeweiligen Stoßendes wird eine initiale sowie u. U. eine flächenmäßige Ausbreitung möglicher Abplatzungen verhindert. By reducing the material at least the DLC layer in the region of the respective butt end is an initial and u. U. prevents an areal spread of possible spalling.

Die DLC-Schicht weist vorteilhafterweise eine Schichtdicke von mindestens 5 µm, insbesondere mindestens 10 µm, auf. The DLC layer advantageously has a layer thickness of at least 5 μm, in particular at least 10 μm.

Einem weiteren Gedanken der Neuerung gemäß läuft die Fase im Bereich beider Stoßenden, vorzugsweise ausgehend von der einem Brennraum zugewandten Flankenfläche, in die zugehörige Stoßflanke ein. According to a further idea of the invention, the chamfer runs in the region of both butt ends, preferably starting from the flank surface facing a combustion chamber, into the associated flank.

Die Fase soll, einem weiteren Gedanken der Neuerung gemäß, unter einem Winkel von mindestens 30°, ausgehend von der brennr aumseitigen Flankenfläche, in die zugehörige Stoßflanke einlaufen. The chamfer is, according to another idea of the innovation according, at an angle of at least 30 °, starting from the firr aumseitigen flank surface, enter into the associated flank.

Der Neuerungsgegenstand wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen The object of the invention is illustrated by means of an embodiment in the drawing and is described as follows. Show it

1 Draufsicht auf einen neuerungsgemäßen Kolbenring 1 Top view of a piston ring according to the invention

2 Darstellung des Stoßbereichs des Kolbenrings gemäß 1 2 Representation of the impact region of the piston ring according to 1

1 zeigt als Draufsicht einen Kolbenring 1, insbesondere einen Kompressionskolbenring, mit einer radial äußeren Lauffläche 2, einer radial inneren Umfangsfläche 3, einer oberen Flankenfläche 4, die einem weiter nicht dargestellten Brennraum zugewandt ist, sowie einem Stoß 5. Die Stoßenden des Kolbenrings 1 sind mit den Bezugszeichen 6, 7 versehen. Lediglich angedeutet ist eine auf der Lauffläche 2 des Kolbenrings 1 aufgebrachte DLC-Schicht 8, die sich über den gesamten Umfang des Kolbenrings, d.h. bis in den Bereich der Stoßenden 6, 7, erstreckt. Die DLC-Schicht 8 soll neuerungsgemäß vom Typ ta–c sein. Problematisch bei diesen harten Schichten ist, dass durch die vom Brennraum ausgehenden Verbrennungsgase im Bereich des Stoßes 5 initiale Beschädigungen der DLC-Schicht 8 auftreten, die sich im weiteren motorischen Betrieb in Umfangsrichtung ausbreiten können. 1 shows a top view of a piston ring 1 , in particular a compression piston ring, with a radially outer tread 2 a radially inner circumferential surface 3 , an upper flank surface 4 , which faces a combustion chamber, not further shown, and a shock 5 , The butt ends of the piston ring 1 are with the reference numerals 6 . 7 Mistake. Only hinted is one on the tread 2 of the piston ring 1 applied DLC layer 8th that extends over the entire circumference of the piston ring, ie up to the area of the butt ends 6 . 7 , extends. The DLC layer 8th should be renewal of the type ta-c. The problem with these hard coatings is that the combustion gases emanating from the combustion chamber in the region of the shock 5 initial damage to the DLC layer 8th occur, which can spread in the further motor operation in the circumferential direction.

2 zeigt eine den Stoß 5 abbildende Ansicht des Kolbenrings 1. Erkennbar ist die Lauffläche 2, die obere Flankenfläche 4 sowie die untere Flankenfläche 4‘. Die DLC-Schicht 8 ist hierbei schraffiert dargestellt. Zur Vermeidung initialer Beschädigungen der DLC-Schicht 8 im Bereich des Stoßes 5 wird nun vorgeschlagen, vorzugsweise ausgehend von der oberen Flankenfläche 4 in den Bereich der jeweiligen Stoßflanke 9, 10 einlaufend, eine Fase 11, 12 einzubringen. 2 shows one the push 5 imaging view of the piston ring 1 , Visible is the tread 2 , the upper flank surface 4 as well as the lower flank surface 4 ' , The DLC layer 8th is hatched here. To avoid initial damage to the DLC layer 8th in the area of the push 5 is now proposed, preferably starting from the upper flank surface 4 in the area of the respective flank 9 . 10 incoming, a chamfer 11 . 12 contribute.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 1800264 [0003]

Claims

Piston ring, in particular compression piston ring, with a radially outer running surface ( 2 ), a radially inner peripheral surface ( 3 ), and intervening flank surfaces ( 4 . 4 ' ), wherein the piston ring ( 1 ) a push ( 5 ) and the tread ( 2 ) at least partially with a DLC layer ( 8th ), which extends into the area of the butt ends ( 6 . 7 ) of the piston ring ( 1 ), wherein in the region of the respective butt end ( 6 . 7 ) at least one, at least the DLC layer ( 8th ) Material-reducing chamfer ( 11 . 12 ) is provided.

Piston ring according to claim 1, characterized in that the DLC layer ( 8th ) of the type ta-c.

Piston ring according to claim 1 or 2, characterized in that the DLC layer ( 8th ) over the entire surface of the tread ( 2 ) is applied.

Piston ring according to one of claims 1-3, characterized in that the DLC layer ( 8th ) has a layer thickness of at least 5 .mu.m, in particular at least 10 .mu.m.

Piston ring according to one of claims 1-4, characterized in that the chamfer ( 11 . 12 ) in the area of the respective butt ends ( 6 . 7 ), starting from the, a combustion chamber facing flank surface ( 4 ), in the associated surge edge ( 9 . 10 ) enters.

Piston ring according to one of claims 1-5, characterized in that the chamfer ( 11 . 12 ) with an angle of at least 30 ° in the abutting flank ( 9 . 10 ) enters.