DE2657660A1 - Kolbenring - Google Patents

Description

Patentanwälte DipI.-!ng. Curt Wallach Dipl.-Ing. 6ünther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

_Datum: 20.Dezember 1976

Unser Zeichen: 15 735 K/Nu

■X'

Hepworth & Grandage Limited,

BradfordBD k 8TU, West Yorkshire/England

Kolbenring

Die Erfindung bezieht sich, auf Kolbenringe. Es ist bekannt, Kolbenringe durch Elektroplattierung mit einer aus
im wesentlichen reinem Chrom bestehenden Schicht zu versehen. Es ist auch bekannt, Kolbenringe mit im wesentlichen
reinem Chrom oder Molybdän zu besprühen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein aus Gußeisen oder Stahl bestehender Kolbenring an seiner äußeren Umfangsoberfläche mit einem Überzug aus einer Chromlegierung versehen, die 10 bis 40 % Eisen enthält.

Vorzugsweise besteht die Legierung aus 75 % Chrom und 25 %

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Eisen. Bei den Prozentsätzen handelt es sich um Gew.%.

Der aus Gußeisen oder Stahl bestehende Kolbenring kann an seiner äußeren Umfangsoberfläche mit einer flachen Ringnut versehen sein, die den Überzug aufnimmt. Die Schultern der Nut sind dabei im Querschnitt dreieckig.

Es hat sich gezeigt, daß ein Chrom-Eisen-Überzug eine bessere Kohäsion der aufgesprühten Partikel miteinander gewährleistet als ein reiner Chromüberzug, und ein solcher Chrom-Eisen-Überzug besitzt auch eine bessere Adhäsion gegenüber dem Gußeisen oder dem Stahl, aus dem der Kolbenring hergestellt ist.

Der Chrom-Eisen-Überzug besitzt auch einen verbesserten Abnutzungswiderstand und einen Widerstand gegen Festfressen im Vergleich mit Kolbenringen, die einen reinen Chromüberzug tragen. Der verbesserte Abnutzungswiderstand wird im folgenden an Ringen veranschaulicht, die in die obere Ringnut des Kolbens eines Ford-Kent-Motors von 1.600 cnr eingebaut war, wobei die anderen Kolbenringe von herkömmlicher Ausführung waren. Zwei Kolben wurden an ihren oberen Ringnuten mit bekannten Kolbenringen mit besprühtem Chromüberzug ausgerüstet, und die anderen zwei Kolben wurden mit Ringen ausgestattet, welche einen Überzug besaßen, der zu 75 % aus Chrom und zu 25 % aus Eisen bestand.

Das Grundmaterial der Ringe war ein hochzugfestes legiertes Gußeisen.

Nach 12 1/2 Stunden Einlaufzeit lief der Motor 100 Stunden

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lang bei 5.000 u/min unter 90 % seiner Vollast.

Darnach wurden die folgenden Abnutzungserscheinungen durch Messung festgestellt:

Chromüberzug Chro^ergug mit

Vergrößerung des

Schließspalts 0,076 mm 0,025

Seitliche Abnutzung (Abnahme
in der Breite) 0,033 mm 0,0025 mm

Umfangsabnutzung 0,038 mm 0,01 mm

Es zeigt sich, daß bei dem Kolbenring mit Chrom-Eisen-Überzug die Abnutzung beträchtlich vermindert war.

Außerdem wird angenommen, daß die mikroskopische Porosität im Überzug, die von der Anwendung durch Aufspritzen herrührt, die Zurückhaltung des Schmieröls unterstützt, wodurch die Schmierung zwischen dem Kolbenring und dem hiermit zusammenwirkenden Zylinder verbessert wird.

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines aus Gußeisen oder Stahl bestehenden Kolbenrings, der mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten verschleißfesten Überzug versehen ist,

Fig. 2 einen Schnitt einer zwexten Ausführungsform

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der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 ist der aus Gußeisen oder Stahl bestehende Kolbenring 1 mit einer flachen Ringnut 2 an seinem äußeren Umfang versehen, die im Betrieb der Wandung des Zylinders gegenüberliegt. Die Schultern 3 der Nut sind dreieckig gestaltet und nicht rechteckig, so daß nur eine kleine Fläche des Gußeisens bzw. des Stahls mit der Zylinderwand in Berührung kommt.

Nach geeigneter Vorbereitung wird die Nut mit einer Legierung ausgespritzt, die 75 % Chrom und 25 % Eisen aufweist. Das Einspritzen erfolgt durch eine Plasmaspritze, die die Nut, wie bei 4- dargestellt, ausfüllt. Der Plasmasprühstrahl ist von einem inerten Gas, z. B. Argon oder Stickstoff, in an sich bekannter Weise umgeben. Nach der Besprühung wird die ringförmige Oberfläche auf den erforderlichen Einheitsgrad geschliffen.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Kolbenrings mit einem Überzug 5 aus einer Chrom-Eisen-Legierung, die auf der zylindrischen Umfangsoberflache 6 des Ringes aufgespritzt ist, der in diesem Falle nicht mit einer Nut 2 versehen ist. Die Umfangsoberflache wird dann abschließend geschliffen.

Patentansprüche:

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Leerseite

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Gußeisen oder Stahl bestehender Kolbenring mit einem äußeren verschleißfesten Überzug, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug nur aus einer Chromlegierung besteht, die 10 bis 4-0 % Eisen enthält.

   2. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Legierung besteht, die 75 % Chrom und 25 % Eisen enthält.

   5. Kolbenring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf seiner äußeren Umfangsoberflache eine flache Ringnut 2 ausgebildet ist, die mit dem überzug 4-ausgefüllt ist.

   4-, Kolbenring nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Nut(2) von Schultern dreieckigen Querschnitts an der äußeren Oberfläche des Rings definiert ist, wobei die Scheitel der Dreiecke am äußeren Durchmesser liegen, so daß nur eine minimale Berührungsfläche zwischen Gußeisen oder Stahl des Kolbenrings und der Zylinderwandung vorhanden ist.

   5. Kolbenring nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug durch eine Plasmaspritze aufgebracht wird.

   ORIGINAL INSPECTED

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