DE3717297A1 - Kolbenring aus gusseisen als einzigem material mit in seiner aeusseren umfangsflaeche nur in einem bereich weisserstarrtem gusseisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenring aus Gußeisen als einzigem Material mit in seiner äußeren Umfangs­ oberfläche nur in einem Bereich weißerstarrtem Gußei­ sen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wird bei einem derartigen Kolbenring der weißerstarr­ te Oberflächenbereich durch eine kontinuierlich er­ zeugte Umschmelzschicht gebildet, kann es zu Span­ nungsrissen, insbesondere am Übergang der Umschmelz­ zone zur nicht umgeschmolzenen Randzone und zwar meist in Umfangsrichtung, kommen.

Hier Abhilfe zu schaffen, ist die Aufgabe der Erfindung.

Gelöst wird sie durch eine Ausbildung des weißer­ starrten Oberflächenbereiches nach dem kennzeichnen­ den Merkmal des Patentanspruchs 1.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge­ stellt. Es zeigen

Fig. 1 die Draufsicht auf die Lauffläche eines Ausschnittes aus einem abge­ wickelten Kolbenring

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II durch den Ringausschnitt nach Fig. 1

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Kolbenring­ ausschnitt mit einer speziellen Form der singulären weißerstarrten Bereiche

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Anordnung der singulären weißerstarrten Gefügezonen.

Auf der Lauffläche des abgewickelt dargestellten Kol­ benringes 1 sind mit Hilfe eines Laserstrahles ein­ zelne Zonen 2 durch Umschmelzbehandlung zu weißer­ starrtem Gußeisen (Ledeburit) umgewandelt. Die ein­ zelnen Zonen 2 liegen in Umfangsrichtung so weit aus­ einander, daß die zu jeder Zone radial innen gehören­ de Wärmeeinflußzone 3 die jeweils benachbarte Wärme­ einflußzone gerade noch nicht bzw. zumindest nicht in nennenswertem Maße überdeckt. Durch die abstandsweise Anordnung der weißerstarrten Zonen in Umfangsrichtung des Kolbenringes wird die Ausbildung von Oberflächen­ rissen, wie sie bei durchgehenden weißerstarrten Kol­ benringoberflächen leicht auftritt, sicher vermieden. Im übrigen weist die Aneinanderreihung singulärer weißerstarrter Zonen 2 den Vorteil auf, daß der Ring insgesamt mit einer geringeren Eigenspannung beauf­ schlagt wird, wodurch sich die Gefahr einer Ringver­ formung vermindert.

Da die einzelnen weißerstarrten Zonen härter als das darunterliegende Material sind, können sie nach einer Einlaufphase als singuläre Tragflächen aus der Ring­ oberfläche herausragen, wodurch eine Reibungsvermin­ derung im Motorbetrieb möglich ist. Die durch die ne­ beneinanderliegenden Zonen weißerstarrten Gußeisens über den Ringumfang unterschiedliche Oberflächenaus­ bildung wirkt sich darüber hinaus auch positiv in be­ zug auf ein Vermeiden brandiger Ringe aus.

Eine schräge Anordnung der singulären weißerstarrten Zonen in bezug auf die Ringachse, wie es bei den Zo­ nen 4 und 5 nach den Fig. 3 und 4 der Fall ist, hat zudem noch den Vorteil, daß ein Drehen des Ringes während des Motorbetriebes durch die von den Verbren­ nungsgasen auf die Randzonen ausgehenden Kräfte be­ günstigt wird.

Claims (3)

1. Kolbenring aus Gußeisen als einzigem Material mit in seiner äußeren Umfangsoberfläche nur in einem Bereich weißerstarrtem Gußeisen, hervorgerufen durch Beaufschlagen des Gußeisenmaterials mit ei­ ner Strahlung hoher Energiedichte und mit zwi­ schen dem Gußeisengrundmetall und dem weißer­ starrten Bereich ausgebildetem thermisch beauf­ schlagtem Zwischenbereich, wobei der eine weißer­ starrte Bereich jeweils mit Abstand von den Rän­ dern der äußeren Umfangsfläche endet, dadurch gekennzeichnet, daß der weißerstarrte Bereich (Ledeburitgefüge) aus singulär nebeneinander liegenden Zonen be­ steht.

2. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zonen Ellipsenform besitzen und die Hauptachsen dieser Ellipsen in spitzem Winkel zur Ringachse ausgerichtet sind.

3. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen auf Streifen liegende singuläre Flächenabschnitte sind und in spitzem Winkel zur Ringachse verlaufen.