DE4300531C1

DE4300531C1 - Verfahren zur Fertigbearbeitung von Kolbenringen

Info

Publication number: DE4300531C1
Application number: DE19934300531
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Stocker
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2013-01-13

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigbearbeitung von Kol benringen mit Rechteckringform gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 12 50 759 ist eine Vorrichtung zum Ballighonen der Lauffläche von Kolbenringen, die zu einem Paket zusammen gefaßt sind, bekannt.

Weiterhin ist aus der DE 28 32 953 A1 bereits ein Kolbenring in Form eines Rechteckringes bekannt, der eine ballig ausgebildete Lauffläche und eine Anfasung der kolbenschaftseitigen Laufflä chenkante von 0,1 ± 0,05 mm aufweist.

Ferner sind in der Druckschrift "VDI-Forschungsheft 628/1985" Untersuchungen an Kolbenringen mit asymmetrisch balliger Lauf fläche geschildert.

Zum allgemeinen Hintergrund wird noch auf die Druckschriften DE-G 12 16 730, DE-G 25 13 324 A, DE 35 11 851 und DE 38 33 322 A1 verwiesen.

Bei der Herstellung von Kolbenringen nach bekannten Verfahren wird die TOP-Einbaulage vor der Bearbeitung der Kolbenring flanken und vor dem asymmetrischen Ballighonen markiert. Nach dem Ballighonen wird die Maßgenauigkeit der Lauffläche und die Lage des höchsten Punktes der Balligkeit der Lauffläche bezüg lich der radialen Mittelebene des Kolbenringes gemessen.

Bei diesen Verfahren entsteht durch die geringen Maßtoleranzen für die Lage des höchsten Punktes der Balligkeit ein verhält nismäßig hoher Ausschuß, da lediglich jene Kolbenringe verwen det werden, bei denen der höchste Punkt der Balligkeit um mehr als die halbe Kolbenringhöhe unterhalb der kolbenbodenseitigen Kolbenringflanke (TOP-Seite) liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fertigbearbeitung von Kolbenringen mit einer asymmetrisch balligen Lauffläche zu realisieren, bei dem der Ausschuß wesentlich ge ringer ist als bei bekannten Herstellungsverfahren bei gleich zeitig möglichst geringen Herstellungskosten.

Die Aufgabe ist bei dem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbe griffs des Hauptanspruchs erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches gegebenen Merkmale gelöst.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von asymmetrisch balligen Kolbenringen mit Rechteckringform liegt darin, daß durch die Markierung der TOP-Einbaulage erst nach der Bearbeitung der Lauffläche eine wesentliche Reduzie rung des Ausschusses erreicht wird.

Durch die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ergibt sich eine wesentliche Reduzierung des Bearbeitungsaufwandes, da der Radius der Laufflächenkanten bereits durch den Stahlring rohling vorprofiliert ist und nicht mehr bearbeitet werden muß.

Durch den Entfall der Bearbeitung der kolbenschaftseitigen Lauf flächenkante entsteht, auf Serienstückzahlen hochgerechnet, eine bedeutende Kosteneinsparung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachstehenden Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Abbildung zeigt einen Meridianteilschnitt eines Kolben ringes 1 mit Rechteckringform mit zwei feingeschliffenen Kol benringflanken 2 und 3, einem zylindermantelförmigen Ringrücken 4 und einer asymmetrisch balligen Lauffläche 5 mit zwei Lauf flächenkanten 6 und 7. Der höchste Punkt 8 der Balligkeit B liegt um mehr als die halbe Kolbenringhöhe h unterhalb der kolbenbodenseitigen Kolbenringflanke 2.

Der Kolbenring 1 wird aus einem nicht dargestellten, vorprofi lierten, nitriergehärteten Stahlringrohling hergestellt. Dabei werden nach dem Härten zunächst die beiden Kolbenringflanken 2 und 3 feingeschliffen. Anschließend wird die Lauffläche 5 in einem prinzipiell bekannten Verfahren ballig gehont (Balligkeit B etwa 3 bis 15 µm). Dabei werden die zu einem Paket zusammen gefaßten Kolbenringe 1 in einer während des Honvorganges fest stehenden Honbüchse gehont, wobei die Kolbenringe 1 mit Eigen spannung an der Innenwandung der Honbüchse anliegen und mit geringem Axialabstand zwischen zwei Scheiben auf und ab bewegt werden. Die Konturvorgabe für die entstehende ballig gehonte Lauffläche 1 ist in diesem Verfahrensschritt symmetrisch.

Nach dem Ballighonen wird in einem nächsten Arbeitsschritt die Maßhaltigkeit der Kolbenringe 1 und hier insbesondere die tat sächliche Lage des Punktes 8 der höchsten Balligkeit B bezüg lich der Kolbenringflanke 2 oder 3 gemessen. Aufgrund der Maß toleranzen wird der höchste Punkt 8 der Balligkeit B selten exakt in der Mitte der Lauffläche 5 zu finden sein, sondern sehr wahrscheinlich um einige µm oberhalb oder unterhalb der Mitte. Nach der bekannten Lage des höchsten Punktes 8 der Balligkeit B werden die Kolbenringe 1 derart sortiert, daß der höchste Punkt 8 der Balligkeit B um mehr (mindestens einige µm) als die halbe Kolbenringhöhe h unterhalb einer der beiden Kol benringflanken 2 und 3 liegt. Anschließend wird die relevante Kolbenringflanke 2 oder 3 als TOP-Einbaulage markiert.

Der Radius R₆ der unteren Laufflächenkante 6 und der Radius R₇ der oberen Laufflächenkante 7 beträgt bis zu 0,25 mm und ist bereits vorprofiliert, wird also nicht mehr bearbeitet.

Selbstverständlich ist das oben beschriebene Verfahren nur sinnvoll für Kolbenringe, die keine im Bereich der Ringrücken kanten befindliche Flächen aufweisen, die bereits vor dem Be arbeiten der Lauffläche der Einbaulage zugeordnet sind, wie beispielsweise bei einseitig gefasten Ringrücken zur Verbesse rung des Twist-Verhaltens von Kolbenringen.

Claims

1. Verfahren zur Fertigbearbeitung von Kolbenringen mit Rechteck ringform aus vorprofilierten, gehärteten Stahlringrohlingen, wo bei jeder Kolbenring zwei bearbeitete Flanken, einen zylinderman telförmigen Ringrücken und eine feinbearbeitete, asymmetrisch ballige Lauffläche mit zwei Laufflächenkanten besitzt und die Lauffläche in einem Meridianschnitt einen höchsten Punkt der Bal ligkeit aufweist, der um mehr als die halbe Kolbenringhöhe unter halb der kolbenbodenseitigen Kolbenringflanke liegt und wobei während der Fertigbearbeitung

- eine Markierung der TOP-Einbaulage,
- eine Feinbearbeitung der beiden Kolbenringflanken,
- eine Feinbearbeitung der Laufflächen mit symmetrisch balliger Konturvorgabe und
- ein Messen der Lauffläche erfolgt,

dadurch gekennzeichnet, daß nach der Fertigbearbeitung der Laufflächen (5) mit symme trisch balliger Konturvorgabe und nach der Ausmessung der tat sächlichen Lage des Punktes (8) der höchsten Balligkeit (B) der Lauffläche (5) bezüglich einer der beiden Kolbenringflanken (2, 3) ein Sortieren der Kolbenringe (1) derart erfolgt, daß der höchste Punkt (8) der Balligkeit (B) um mehr als die halbe Kolbenringhöhe (h) unterhalb der in Einbaulage des Kolbenringes (1) kolbenboden seitigen Kolbenringflanke (2) liegt und schließlich das Markieren der relevanten Kolbenringflanke (2) als TOP-Einbaulage erfolgt.

2. Verfahren zur Fertigbearbeitung von Kolbenringen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Herstellen des Stahlringrohlings bereits vorprofi lierten Laufflächenkanten (6, 7) mit Radien (R₆, R₇) bis R = 0,25 mm während des Fertigbearbeitens des Kolbenringes (1) nicht mehr bearbeitet werden.