DE2302119A1

DE2302119A1 - Innendichtung fuer rotationskolbenmaschine und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2302119A1
Application number: DE19732302119
Authority: DE
Inventors: Max Ruf; Johannes Dipl Ing Steinwart
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Wankel GmbH; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1973-01-17
Filing date: 1973-01-17
Publication date: 1974-07-18
Also published as: SE405493B; FR2324882A1; IT1003287B; FR2324882B1; JPS5821083B2; GB1404924A; DE2302119C3; JPS5047207A; DE2302119B2

Description

AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/Württ. und WANKEL GmbH, Lindau/Bodensee

Innendichtung für Rotationskolbenmaschine und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft eine Innendichtung für Rotationskolbenmaschinen in Form eines Kratzringes aus Gußeisen, der axialbeweglich in einer Ringnut in einer Kolbenstirnseite angeordnet ist und mit einer ringförmigen Kratzkante dichtend an der Innenfläche der benachbarten Gehäuseseitenwand entlang gleitet, sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kratzringes .

Um bei derartigen Kratzringen den Verschleiß an der Kratzkante gering zu halten, ist es bekannt, die außen liegende Stirnfläche des Kratzringes, welche die Kratzkante einschließt, mit einer Chromschicht zu versehen oder die radial innere Begrenzungsfläche des Kratzringes zumindest in der dem betreffenden Gehäuseseitenteil nächst gelegenen Zone mit einer harten abriebfesten Schicht vorzugsweise aus Chrom zu versehen.

Bei derartigen nachträglich aufgebrachten verschleißfesten Schichten besteht stets die Gefahr, daß die Haftung dieser Schicht am Grundmaterial den auftretenden Belastungen nicht Stand hält, so daß Ausbröckelungen auftreten können. Außerdem sind Verehromungsverfahren aufwendig, zumal für den vorliegenden Zweck ein porenfreies Chromgefüge erforderlich ist.

409829/0236

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Innendichtung in Form eines Kratzringes zu schaffen, dessen ringförmige Kratzkante mit ausreichender Härte ohne die Gefahr von Ausbröckelungen und mit geringerem Aufwand hergestellt werden kann. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die ringförmige Kratzkante des Kratzringes ein ledeburitisches Gefüge aufweist.

Ein derartiges Gefüge kann verhältnismäßig einfach u. a. mit bekannten Umschmelzverfahren hergestellt werden.

Der Kratzring besteht vorzugsweise aus einem phosphor- und schwefelarmen Grauguß mit feinkörnigem Graphit. Durch Erhitzen des Kratzringes im Bereich der Kratzkante bis auf die Schmelztemperatur des Gußeisens und nachfolgendes schnelles Abkühlen entsteht in diesem Bereich ein ledeburitisches Gefüge, an das sich ein martensitisches Gefüge anschließt. Dadurch, daß die Härte der Kratzkante nicht durch eine nachträglich aufgebrachte Schicht, sondern durch eine Gefügeumwandlung erzeugt wird, besteht keine Gefahr eines Ausbröckeins der Kratzkarite.

Die Umschmelzhärtung kann durch Erhitzung mittels elektrischem Lichtbogen unter Schutzgas erfolgen oder auch durch Elektronen-, oder Laserstrahl. Bei diesen Verfahren sind besondere Maßnahmen zur nachfolgenden Abkühlung nicht erforderlich, da die Erhitzung lokal begrenzt ist und die zum Erreichen des ledeburitischen Gefüges notwendige schnelle Abkühlung durch Wärmeleitung im Grundmaterial rasch genug vonstatten geht.

Die Erzeugung eines ledeburitischen Gefüges im Bereich der Kratzkante kann andererseits auch dadurch erfolgen, daß der Kratzring im Schleuderguß hergestellt und die Schmelze in der Form im Bereich der späteren Kratzkante schlagartig abgekühlt wird.

409829/1^36

OJ - ~3 - XB

Die Umschmelzhärtung kann radial, d. h. im Bereich der radial inneren Umfangsfläche des Kratzringes oder axial, d. h. im Bereich der axial äußeren Stirnseite des Kratzringes, erfolgen. Da beim Umschmelzhärten eine' Kante für sich nicht behandelt werden kann, weil sie wegschmilzt, wird der Kratzring zunächst im Bereich der späteren Kratzkante mit axialen und/oder radialem Übermaß hergestellt und dann die Umschmelzhärtung, vorzugsweise etwa mit linsenförmigem Querschnitt, durchgeführt. Dann werden die an die spätere Kratzkante angrenzenden Flächen des Kratzringes zur Bildung der Kratzkante fertig bearbeitet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden in Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemaßen Kratzring nach dem Umschmelzen des Bereichs der späteren Kratzkante, jedoch vor der Fertigbearbeitung, und

Fig. 2 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 durch ein zweites Ausführungsbeispiel .

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher ein im Querschnitt etwa L-förmiger Gußeisen-Rohling 1 dargestellt ist, dessen axial äußere Stirnfläche 2 eine Zone 3 aufweist, die aus einem durch Umschmelzung erzeugten ledeburitischen Gefüge besteht. Die radiale Höhe dieser Zone beträgt beispielsweise 1 mm, die Tiefe etwa 0,5 mm. Die Zone J5 erstreckt sich, wie ersichtlich, nicht bis zu den Kanten 4 und 5 der Stirnfläche 2, um ein Abfließen der Schmelze zu vermeiden. Nach dem Umschmelzvorgang wird der Rohling bis zu den gestrichelten Flächen 6 und 7 fertigbearbeitet, wodurch sich eine scharfe, harte Kratzkante 8 ergibt.

- 4 -409829/0236

Um auch bei einem Verschleiß die radiale Erstreckung der Kratzkante möglichst klein zu halten, kann die Bearbeitung bis zu der strichpunktiert eingezeichneten Linie 9 erfolgen.

Während beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Umschmelzhärtung axial· erfolgt, ist beim Ausführungsbeispiel.gemäß Fig. 2 eine radiale Umschmelzhärtung vorgesehen. Der Guß-Rohling 10 besteht hierbei beispielsweise aus einem im Querschnitt rechteckigen Ring, dessen radial innere Umfangsflache 11 im Bereich der späteren Kratzkante eine durch Umschmelzung erzeugte Zone 12 aus ledeburitischem Gefüge aufweist. Zur Herstellung des Kratzringes wird der Rohling 10 auf die gestrichelt eingezeichneten Flächen IJ abgeschliffen oder abgedreht, wobei sieh wiederum eine harte und scharfe Kratzkante 14 bildet.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele und insbesondere nicht auf Kratzringe mit den gezeigten Querschnittsformen beschränkt. Die radiale Umschmelzhärtung gemäß Fig. 2 kann naturgemäß auch bei einem Kratzring-Rohling, gemäß Fig. 1 angewandt werden.

- Patentansprüche -

409829/0236

Claims

-Patentansprüche-.

Innendichtung für Rotationskolbenmaschinen, in Form eines Kratzringes aus Gußeisen, der axialbeweglich an einer Ringnut in einer Kolbenstirnseite angeordnet ist und mit einer ringförmigen Kratzkante dichtend an der Innenfläche der benachbarten Gehäuseseitenwand entlang gleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kratzkante (8, 14) ein ledeburitisches Gefüge aufweist.

2. Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ledeburitische Gefüge durch Umschmelzen des Grundmaterials erzeugt ist.

3· Verfahren zur Herstellung einer Innendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kratzring-Rohling im Bereich der späteren Kratzkante bis auf die Schmelztemperatur des Gußeisens erhitzt und darauf die Schmelzzone so schnell abgekühlt wird, daß ein ledeburitisches Gefüge entsteht und dann der Kratzring zur Erzeugung der Kratzkante fertigbearbeitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung durch elektrischen Lichtbogen unter Schutzgas erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung durch Elektronen- oder Laserstrahl erfolgt.

6. Verfahren zur Herstellung einer Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kratzring in Schleuderguß hergestellt wird und daß die Schmelze in der Form im Bereich der späteren Kratzkante schlagartig abgekühlt wird, so daß in diesem Bereich ein ledeburitisches Gefüge entsteht.

11.1.1973

^Sp/re 40 98 29/0236