DE3513016C2

DE3513016C2 -

Info

Publication number: DE3513016C2
Application number: DE3513016A
Authority: DE
Inventors: Takeo Tokio/Tokyo Jp Koroki; Koji Kazo Saitama Jp Takeuchi
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1984-04-12
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1988-08-25
Also published as: GB2158915A; GB8509169D0; DE3513016A1; JPS60220263A; GB2158915B; US4606101A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Her stellen eines dehnbaren, radial gewellten, metallenen, offenen Abstandsrings für eine Kolbenölringanordnung, bei welchem innere und äußere Scheitelabschnitte einan der abwechseln und jeweils eine kleinere Umfangslänge als die zwischen den Scheitelabschnitten liegenden Öff nungen aufweisen.

Ein solcher Abstandsring ist aus der US-PS 34 27 014 bekannt. Kolbenölringanordnungen, die bei Brennkraftmaschinen Verwendung finden, werden allgemein in zwei Gruppen un terteilt, nämlich in Kolbenölringe aus Gußeisen und Kol benölringanordnungen, die aus einem dehnbaren Abstands ring und Seitenringen bestehen. Die genannte US-PS 34 27 014 zeigt eine solche Anordnung.

Sie enthält gemäß Fig. 1 der Zeichnung zwei Seitenringe S und einen gewellten, dehnbaren Abstandsring, der zwi schen den Seitenringen S angeordnet ist. Wie Fig. 2 zeigt, sind bei dem dehnbaren Abstandsring innere und äußere Scheitelabschnitte 2 und 3 einander abwechselnd und aufeinanderfolgend vorgesehen. Die inneren Scheitel abschnitte 2, von denen jeder ein inneres Umfangsteil 201 aufweist, haben eine Länge A und eine Öffnungsweite B, die länger als die Länge A ist, und die äußeren Scheitelabschnitte, von denen jeder ein äußeres Umfangs teil 301 aufweist, besitzen eine Länge C und eine nach innen gerichtete Öffnung mit der Weite D, die größer als die Länge C ist.

Solche Kolbenölringanordnungen R sind viel verwendet worden und haben gute Ergebnisse gezeigt, doch bereitet der vorstehend beschriebene, dehnbare Abstandsring manchmal Schwierigkeiten, wenn er in einer Kolbenringnut angeordnet wird, die in dem Kolben ausgebildet ist. Wenn die Seitenringe S in die Kolbenringnut eingesetzt werden, in die der dehnbare Abstandsring 4 zuvor eingesetzt worden ist, dann besteht die Möglichkeit, daß die Endab schnitte 41 des dehnbaren Abstandsrings 4 ein ander überlappen, wie es Fig. 2 zeigt. Es besteht dann die Gefahr, daß die Kolbenölringanordnung in diesem Zustand in den Zylinder einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird, da die Konstruktion im allgemeinen einen kleinen Spalt zwischen den inneren Umfangs teilen des Abstandsrings und dem Boden der Kolbenringnut vorsieht. Wenn der so ausgerüstete Kolben in den Zylinder der Brennkraftma schine eingepaßt ist verringert dies jedoch die dem dehnbaren Abstandsring zugedachte Selbstdehnungsfunktion.

Eine derartige Montage des Kolbenrings, bei der beide Endabschnitte des dehnbaren Abstandsrings einander überlappen, bewirkt natürlich, daß der dehnbare Abstandsring nicht die vorgesehene radial nach außen gerichtete Dehnkraft ergibt. Deshalb kann der dehnbare Abstandsring nicht die vorgesehene Spannkraft auf die Seitenringe über Vorsprünge übertragen. Als Ergebnis hiervon wird der Ölverlust erhöht oder das Auf steigen von Öl durch die Kolbenölringanordnung hindurch bewirkt, was nicht nur verschiedene Schwierigkeiten mit der Brennkraftmaschine wie z. B. einen erhöhten Ölverbrauch, Verklemmen des Ringes, hervorrufen kann, sondern auch im schlimmsten Fall zu einer Beschädigung der Brennkraft maschine führt.

Deshalb sind verschiedende Untersuchungen und Entwicklun fen vorgenommen worden, um Gegenmaßnahmen herauszufinden, die verhindern, daß sich die Endabschnitte des dehn baren Abstandsrings überlappen. Ein Beispiel einer solchen Maßnahme ist in der eingangs genannten US-PS 34 27 014 angege ben, wobei Kunststoffblöcke mechanisch mit den beiden Endabschnitten des dehnbaren Abstandsrings verbunden und ggf. durch Verschmelzen von Vorsprüngen gesichert werden, wodurch die Überlappung beider Endabschnitte verhindert werden kann.

Aus der DE-OS 23 61 262 ist es bekannt, zum selben Zweck Metallnieten in den Öffnungen eines gewellten Abstandsrings der genannten Art anzubringen.

Jedoch kann eine mechanische Kopplung der vorhergehend genannten Kunststoffblöcke oder die Anbringung von Nieten bei dehnbaren Abstandsringen nicht angewendet werden, die eine kleine axiale Breite (B-Abmessung) aufweisen, was heutzutage in hohem Maße als Maßnahme dafür genützt wird, um Brennkraftmaschinen mit gerin gem Gewicht herzustellen und um Energie einzusparen. Mithin müßten komplizierte Konstruktionen vorgenommen werden, um die Kunststoffblöcke oder Nieten mechanisch an den Endabschnitten des dehnbaren Abstandsrings festzule gen.

Aus diesen Überlegungen heraus besteht die Aufgabe zur Erfindung darin, ein Herstellungs verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die vorgenannten Schwierigkeiten ausgeschlossen sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist Gegenstand des Unteranspruchs.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnun gen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen herkömmlichen, radial gewellten, dehnbaren Abstandsring,

Fig. 2 eine Teilansicht im größeren Maßstab, die beide, sich überlappenden Endabschnitte des dehnbaren Abstandsrings zeigt,

Fig. 3 eine Draufsicht im größeren Maßstab, die beide Endabschnitte eines dehnbaren, nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Abstandsrings darstellt, und

Fig. 4 und 5 Schnittdarstellungen des dehnbaren Ab standsrings längs der Linie A-A in Fig. 3, die zur Erläuterung der Verfahrensschritte beim Her stellen des dehnbaren Abstandsrings dargestellt sind.

Es wird zunächst auf die Fig. 3 Bezug genommen, bei der Kunststoffmaterial 5 in die Öffnungen 21 der inneren Scheitelabschnitte 2 an beiden Endabschnitte 41 eines dehnbaren Abstandsrings 4 eingefüllt und anschließend mit ultravioletter Strahlung bestrahlt wird, damit es aushärtet. Durch das Aushärten ergibt sich eine sichere Haftung zwi schen dem wärmehärtbaren Kunststoffmaterial und den beiden Endabschnitten 41 des dehnbaren Abstandsrings innerhalb kurzer Zeit. Das am meisten bevorzugte Kunststoffmaterial ist ein Acrylat-Kunst harz.

Zum Füllen des vorgenannten Kunst stoffmaterials 5 in die Öffnung 21 der inneren Scheitel abschnitte 2 an beiden Endabschnitten 41 des dehnbaren Abstandsrings werden Seitenplatten 6 aus einem hochpolymeren Material an beiden axialen Enden der Scheitelabschnit te 2 angeordnet, wie es Fig. 4 zeigt, bevor das Kunst stoffmaterial in die Öffnungen 41 mit einer Füllein richtung 7 eingebracht wird, um zu verhindern, daß das wärmehärtende Kunststoffmaterial aus den Scheitelab schnitten herausläuft.

Anschließend wird das wärmehärtende Kunststoffmaterial mit ultravioletter Strahlung von einer Ultraviolett strahlungsquelle 8 bestrahlt, damit es aushärtet und an den Scheitelabschnitten befestigt wird, wie es Fig. 5 zeigt. Anschließend werden nach dem Aushärten und der Verbindung mit den Scheitelabschnitten die Seitenplatten entfernt, und das ausgehärtete Kunststoffmaterial ist sicher in den Öffnun gen der inneren Scheitelabschnitte an beiden Endab schnitten des dehnbaren Abstandsrings befestigt, wie es Fig. 3 zeigt.

Wenn ein Acrylat-Kunstharz verwendet wird, kann das Kunstharz nach der Wärmehärtung 75 Barthol-Härte, eine Zugfestigkeit von 120 kg/cm² (Glas/Stahl) und eine Zug/Scherfertigkeit (Glas/Stahl) von 240 kg/cm² auf weisen, und es zeigt auch eine sehr starke Verbindungs kraft mit Metall. Es hat sich bestätigt, daß damit eine Überlappung der Endabschnitte des dehnbaren Abstands rings zuverlässig verhindert werden kann. Wenn der dehnbare Abstandsring in eine Kolbenringnut eines Kol bens eingeführt wird, wobei beide Endabschnitte sich überlappen, und anschließend der Kolben in ein Prüfteil mit einer Bohrung eingesetzt werden soll, deren Durchmesser gleich demjenigen des Zylinders der Brenn kraftmaschine ist, und der Kolben sich auf Grund des Vorstehens der sich überlappenden End abschnitte nicht einsetzen läßt, so läßt sich dadurch feststellen, daß der dehnbare Abstandsring gut ist und verwendet werden kann. Wenn jedoch der Kolben in das Prüfteil eingesetzt werden kann, selbst wenn sich bei de Endabschnitte überlappen, so ist ein sol cher dehnbarer Abstandsring Ausschuß und kann nicht verwendet werden.

Es ist von Vorteil, wenn die inneren Scheitel abschnitte der beiden Endabschnitte des dehnbaren Ab standsrings vor dem Vergießen mit Kunstharz sandgestrahlt oder in ähnlicher Weise be handelt werden, um die Oberfläche aufzurauhen, damit eine stärkere Verbindung mit dem Kunstharz erzielt wird.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines dehnbaren, radial ge wellten, metallenen, offenen Abstandsrings für eine Kol benölringanordnung, bei welchem innere und äußere Schei telabschnitte einander abwechseln und jeweils eine klei nere Umfangslänge als die zwischen den Scheitelabschnit ten liegenden Öffnungen aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
an den beiden axialen Enden der Öffnungen der inneren Scheitelabschnitte an den beiden Enden des offenen Rin ges werden jeweils zwei Plattenelemente angeordnet,
anschließend wird ein wärmehärtbares Kunstharz, das fest an Metall haftet, in die von den Plattenelementen be grenzten Öffnungen des offenen Ringes eingegossen, und dann wird das eingegossene Kunstharz durch Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung ausgehärtet, um dieses mit dem Ringmaterial in den genannten Öffnungen fest zu ver binden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunstharz ein Acrylat-Kunstharz verwendet wird.