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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft einen Kolbenring für die Verwendung in einer
Brennkraftmaschine und speziell einen Typ eines Kolbenrings, der in einer Brennkraftmaschine
eingesetzt werden kann, in welcher Brennstoff mit hohem Bleigehalt verwendet wird
oder der einer korrodierenden Atmosphäre ausgesetzt ist.
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Obwohl zur Zeit die Verwendung von bleifreiem Benzin im Rahmen der
Umweltverschmutzung voranschreitet, ist der Einsatz einer Brennkraftmaschine, die
Brennstoff mit hohem Bleigehalt verwendet oder die eine korrodierende Atmosphäre
vorsieht ebenso weltweit verbreitet. Bei einer Brennkraftmaschine, bei der Brennstoff
mit hohem Bleigehalt zur Anwendung gelangt oder die eine relativ stark korrodierende
Atmosphäre vorsieht, ergibt sich die korrodierende Atmosphäre aufgrund der Erzeugung
von HCl, so daß der Verschleiß eines herkömmlichen chromplatierten Kolbenringes
zu groß ist. Um einen übermäßigen Verschleiß zu vermeiden, wird auf einer äußeren
Umfangsfläche des Ringes eine dicke Chrom-Platierungsschicht vorgesehen. Es konnte
jedoch keine ausreichende Wirkung im Lichte der Produktivität und der Kosten erreicht
werden. Als Alternative wurde die äußere Umfangsfläche des Kolbenringes einer Weich-Nitrierhärtung
unterzogen, um dadurch der korrodierenden Atmosphäre zu begegnen und um den Verschleiß
des Ringes zu vermindern. Abhängig von spezifischen Betriebsbedingungen kann jedoch
ein Abstoßen oder Abnutzen bzw. Abschälen auftreten obwohl der Verschleiß des Ringes
reduziert werden kann. In der britischen Patentschrift 1,194,446 ist ein Kolbenring
beschrieben, bei dem die innere und die äußere Umfangsfläche einer Nitrierhärtung
unterzogen
werden und über die jeweiligen Nitridschichten eine Chrom-Platierungsschicht
ausgebildet wird. Bei dieser Struktur wird jedoch die Chrom-Plat ierungs schicht
nicht ausreichend an die Nitridschicht gebunden.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden. Erfindung einen Kolbenring
zu schaffen, der einen ausreichenden Widerstand gegenüber einem Verschleiß und einem
Abblättern oder Abrieb hat Im Rahmen dieser Aufgabe soll nach der Erfindung ein
Kolbenring geschaffen werden, der bei einer Brennkraftmaschine zum Einsatz gelangen
kann, bei der Brennstoff mit hohem Bleigehalt verwendet wird und die eine korrodierende
Atmosphäre erzeugt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe besteht der Kolbenring nach der vorliegenden
Erfindung aus Gußeisen oder Stahl und seine gesamte Fläche ist mit einer Weich-Nitridschicht
versehen, während die äußere Umfangsflåche des Ringes mit einer aufgesprühten Schicht
versehen ist, die über der We ich-Nitridschicht vorgesehen wird. Gemäß einer anderen-Aus-führungsform
nach der Erfindung sind sowohl die innere als auch die äußere Umfangsfläche des
Ringes mit einer aufgesprühten Schicht ausgestattet, die über der Weich-Nitridschicht
vorgesehen wird.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter
Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittdarstellung
einer ersten Ausführungsform nach der, vorliegenden Erfindung; und
Fig.
2 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung.
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In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform nach der Erfindung gezeigt,
wonach ein Kolbenring 1 einer Weich-Nitierhärtung unterzogen wird, um eine Weich-Nitridschicht
2 mit einer Tiefe oder Dicke von 0,01 mm bis 0,07 mm vorzusehen. Die Weich Nitridschicht
2 wird an der gesamten Fläche des Kolbenringes ausgebildet. Nach dem Vorsehen der
gehärteten Schicht durc3çt Bildung der Weich-Nitridschicht 2 wird an einer äußeren
Umfangsfläche3 des Ringes 1 eine Sprüh-oder Spritzschifir4: 4 vorgesehen. Die Sprühschicht
umfaßt eisenhaltige Materialen und/oder Molybdän.
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Eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt.
Die zweite Ausführungsform ist besonders für eine seitliche Schiene eines zusammengesetzten
Ölschabe-Kolbenrings geeignet Die seitliche Schiene 5 besitzt eiEe innere Umfangsfläche
6, die in Gleitberührung mit Vorsprüngen eines Abstands-Expanders steht und besItzt
eine äußere Umfangsfläche 3, die in Gleitberührung mit eirlem Zylinder-Einsatzstück
in Berührung steht. Daher ist auch eine Sprühschicht 4 an der inneren Umfangs fläche
6 der Schiene vorgesehen.
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Gemäß den erläuterten Ausführungsbeispielen wird dannp wenn die Sprühschicht
4 an der äußeren Umfangsfläche 3 abg tragen wurde, die äußere Umfangsfläche 3 einem
anfängliche Einlaufprozeß unterworfen. Dadurch wird an der äußeren Umfangsfläche
des Ringes das Entstehen von Ab lösungen oder von Abnutzungen (scuffing) in dem
Fall vermieden, wenn der Ring nur mit der Weich-Nitridschicht versehen ist. Nachdem
der
Ring die anfängliche Einlaufeigenschaft erreicht hat, ist die Weich-Nitridschicht
2, die'einen ausreichenden Widerstand gegen Korrosion bietet, freigelegt. Weiter
führt die Weich-Nitridschicht 2 an den oberen und den unteren Abschnitten des Ringes
und zwar an den Abschnitten ausgenommen der inneren und der äußeren Umfangsfläche,
zu einer Schlag-oder Klopffestigkeit. Mit anderen Worten stoßen die obere und die
untere Fläche des Ringes wiederholt in eine ringförmige Nut, die in einem Kolben
ausgebildet ist, der in dieser Nutaen'Kolbenring aufnimmt. Die Weich-Nitridschicht
2 sorgt für ein Aushaltevermögen gegenüber einem Schlag-oder Klopfverschleiß. Dardber
hinaus sorgt die Sprühschicht 4 für eine ausreichende Verbindung oder Anschluß an
die Weich-Nitridschicht, da winzige Teilchen oder Partikel des Sprühmaterials in
die Fläche des Ringes eingedrückt werden. Der Kolbenring 1 kann aus Gußeisen oder
aus Stahl oder aus einer Eisenlegierung hergestellt werden.
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Es ergibt sich somit, daß ßich ein üb'ermäßiger'Verschleiß und eine
Abnutzung (scuffing) des Kolbenrings nach der vorliegenden Erfindung aufgrund einer
HCl'Atmosphäre, wenn Brennstoff mit hohem Bleigehalt verwendet wird, vermeiden läßt.
Darüber hinaus kann mit Hilfe dieses Kolbenringes auch ein Schlag-oder Klopfverschleiß
vermieden werden, wenn der Ring wiederholt in die Ringnut gestoßen wird. Demzufolge
ist der Kolbenring nach der vorliegenden Erfindung speziell für eine Brennkraftmaschine
geeignet, die Brenntoff mit hohem Bleigehalt verwendet oder die eine korrodierende
Atmosphäre erzeugt.