Claims (8)
Patentansprüche: 1. Leichtmetallkolben für -- insbesondere schwerölbetriebene
- Brennkraftmaschinen mit einem dünnen Laufflächenüberzug aus hochtemperaturbeständigem
und verschleißarmem Material im Bereich des Feuersteges, dadurch gekennz e i c h
n-e t, daß der Laufflächenüberzug nicht die gesamte Feuerstegmantelfläche überdeckt,
sondern Teilbereiche derselben frei läßt.Claims: 1. Light metal pistons for - especially heavy oil operated
- Internal combustion engines with a thin tread coating made of high temperature resistant
and low-wear material in the area of the top land, thereby marked e i c h
n-e t that the tread coating does not cover the entire top land surface,
but leaves parts of it free.
2. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Laufflächenüberzug am Feuersteg (2) durch mehrere voneinander beabstandete,
umlaufende Streifen (3) gebildet ist. 2. Light metal piston according to claim 1, characterized in that
the tread coating on the top land (2) by several spaced apart,
circumferential strip (3) is formed.
3. Leichtmetallkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei umlaufende Streifen (3) den Laufflächenüberzug bilden, wobei der obere unmittelbar
an den Kolbenboden (5) und der untere an die Oberkante (6) der obersten Kolbenringnut
(7) angrenzt; 3. Light metal piston according to claim 2, characterized in that
two circumferential strips (3) form the tread coating, the upper one directly
to the piston crown (5) and the lower to the top edge (6) of the top piston ring groove
(7) adjoins;
4. Leichtmetallkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Streifen (3) eine über ihren gesamten Umfang gleichbleibende
Breite haben.4. Light metal piston according to one of the preceding claims, characterized
characterized in that the strips (3) are constant over their entire circumference
Have width.
5. Leichtmetallkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Streifen (3) untereinander eine unterschiedliche Breite
aufweisen. 5. Light metal piston according to one of the preceding claims, characterized
characterized in that the strips (3) have a different width from one another
exhibit.
6. Leichtmetallkolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Breite der Streifen (3) vom Kolbenboden (5) aus zum unteren Ende des Feuersteges
(2) hin zunimmt. 6. Light metal piston according to claim 5, characterized in that
the width of the strips (3) from the piston crown (5) to the lower end of the top land
(2) increases.
7. Leichtmetall kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest der/die dem unteren Ende des Feuersteges (2) näheren
Streifen (3) ein- oder mehrmals unterbrochen, mithin in Teilstücke unterteilt sind. 7. Light metal piston according to one of the preceding claims, characterized
characterized in that at least the one (s) closer to the lower end of the top land (2)
Strip (3) interrupted one or more times, therefore divided into sections.
8. Leichtmetallkolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufflächenüberzug (3) durch Aufbringen
von Material, bestehend aus 65% Cr3C2, Rest Nickel und Chrom, nach der Methode des
Detonationsverfahrens hergestellt ist. 8. Light metal piston according to one or more of the preceding
Claims, characterized in that the tread coating (3) by application
of material consisting of 65% Cr3C2, the remainder nickel and chromium, according to the method of
Detonation process is established.
Die Erfindung betrifft Leichtmetallkolben für - insbesondere schwerölbetriebene
- Brennkraftmaschinen mit einem dünnen Laufflächenüberzug aus hochtemperaturbeständigem
und verschleißarmem Material im Bereich des Feuersteges. The invention relates to light metal pistons for - especially heavy oil-operated
- Internal combustion engines with a thin tread coating made of high temperature resistant
and low-wear material in the area of the top land.
Leichtmetallkolben mit Laufflächenüberzügen sind beispielsweise aus
dem DE-GM 15 09 586 bekannt. Das Charakteristische aller bislang bekannten Laufflächenüberzüge
ist, daß diese sich mindestens über die gesamte Feuerstegmantelfläche in ununterbrochener
Weise erstrecken. Leichtmetallkolben mit solchen ununterbrochenen Laufflächenüberzügen
haben sich jedoch deshalb für einen Schwerölbetrieb als nicht geeignet erwiesen,
weil die Laufflächenüberzüge unter den erschwerten Betriebsbedingungen, denen die
Kolben in mit Schweröl betriebenen Motoren ausgesetzt sind, wie wesentlich höheren
Brennraumtemperaturen, wesentlich höheren Brennraumdrücken und dem abrasiven Verschleiß
durch Verbrennungsrückstände, nicht halten, sondern nach einer gewissen Standzeit
reißen und
schließlich abplatzen. Besonders nachteilig auf die Haltbarkeit dieser
die gesamte Lauffläche, zumindest jedoch die gesamte Feuerstegmantelfläche, überdeckenden
Überzüge erweisen sich die überhöhten Drücke, denen die Kolben ausgesetzt sind.
Diese extrem hohen Drücke rufen relativ starke Verformungen des Kolbens hervor,
so daß die Überzüge ständig wechselnden hohen Biege-, Zug- und Druckspannungen ausgesetzt
sind. Dabei wirken sich diese Wechselbeanspruchungen im Überzugsmaterial anders
aus, als im Kolbenmaterial; außerdem sind die Spannungs- und Kräfteverläufe nicht
über die gesamte Überzugsschicht gleich, denn der besonders gefährdete Bereich liegt
naturgemäß nahe dem Kolbenboden, Dies hat wiederum zur Folge, daß durch die Verformung
des Kolbens in der Überzugsschicht von oben nach unten unterschiedliche Spannungen
und Kräfte wirksam sind, die letztendlich nach einer bestimmten Standzeit zu Materialermüdungen
und in der Folge davon zu Rissen in der Überzugsschicht führen. Light metal pistons with running surface coatings are made for example
the DE-GM 15 09 586 known. The characteristic of all known tread coatings
is that this is at least over the entire top land surface in uninterrupted
Way stretch. Light metal pistons with such uninterrupted running surface coatings
have therefore proven to be unsuitable for heavy oil operation,
because the tread coatings under the difficult operating conditions to which the
Pistons in engines powered by heavy fuel oil are exposed to much higher levels
Combustion chamber temperatures, significantly higher combustion chamber pressures and abrasive wear
due to combustion residues, not hold, but after a certain period of time
tear and
eventually flake off. Particularly detrimental to the durability of this
covering the entire running surface, but at least the entire top land jacket surface
The excessive pressures to which the pistons are exposed turn out to be coatings.
These extremely high pressures cause relatively strong deformations of the piston,
so that the coatings are exposed to constantly changing high bending, tensile and compressive stresses
are. These alternating stresses have a different effect in the coating material
from than in the piston material; besides, the tension and force curves are not
The same over the entire coating layer, because the particularly endangered area is located
naturally close to the piston crown, this in turn has the consequence that due to the deformation
of the piston in the coating layer from top to bottom different tensions
and forces are effective that ultimately lead to material fatigue after a certain service life
and consequently lead to cracks in the coating layer.
Ausgehend von diesen bekannten Nachteilen ist es daher Aufgabe der
Erfindung, einen Leichtmetallkolben im Bereich des Feuersteges mit einem solchen
Laufflächenüberzug auszustatten, der auch unter den erschwerten Bedingungen des
Schwerölbetriebes nicht zur Rißbildung neigt und insgesamt wesentlich länger als
bisherige Überzüge am Kolben hält. Based on these known disadvantages, it is therefore the task of
Invention, a light metal piston in the area of the top land with such a
Equip tread cover, which even under the difficult conditions of the
Heavy oil operation does not tend to crack and overall much longer than
previous coatings on the piston.
Diese Aufgabe ist bei einem Leichtmetallkolben erfindungsgemäß durch
einen Laufflächenüberzug mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. According to the invention, this object is achieved in a light metal piston
a tread coating with the features specified in the characterizing part of claim 1
solved. Advantageous refinements of this solution are characterized in the subclaims.
Durch die spezielle Ausbildung des Laufflächenüberzuges im Bereich
des Feuersteges ist der dort in Achsrichtung gegebenen Temperaturverteilung Rechnung
getragen, d. h. die unterschiedlichen Temperaturen und damit unterschiedlichen Spannungsverhältnisse
im Kolben verteilen sich auf verschiedene Laufflächenüberzugsabschnitte und können
sich somit nicht wie bei einem ununterbrochenen Laufflächenüberzug in negativer
Weise auswirken.Due to the special design of the tread coating in the area
of the top land takes into account the temperature distribution given there in the axial direction
worn, d. H. the different temperatures and thus different tension ratios
in the piston are distributed over various running surface coating sections and can
thus not in a negative way as with an uninterrupted tread coating
Way to impact.
Nachstehend sind Einzelheiten der Erfindung anhand dreier in der
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Details of the invention are set out below with reference to three in FIG
Drawing illustrated embodiments explained in more detail.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist jeweils ein Leichtmetallkolben im Teilschnitt
gezeigt. In FIGS. 1, 2 and 3, a light metal piston is in each case in partial section
shown.
In der Zeichnung sind mit 1 ein Leichtmetallkolben für - insbesondere
schwerölbetriebene - Bren-nkraftmaschinen und mit 2 insgesamt dessen Feuersteg bezeichnet.
An diesem Leichtmetallkolben ist nur im Bereich des Feuersteges 2 ein Laufflächenüberzug
aus hochtemperaturbeständigem und verschleißarmem Material vorgesehen, welcher Laufflächenüberzug
nicht die gesamte Feuerstegmantelfläche überdeckt, sondern Teilbereiche derselben
frei läßt. In the drawing, 1 is a light metal piston for - in particular
Heavy-oil-powered combustion engines and 2 in total denote the top land.
On this light metal piston there is only a tread coating in the area of the top land 2
Made of high-temperature-resistant and wear-resistant material, the tread coating
does not cover the entire top land jacket surface, but rather parts of it
releases.