Verfahren zur Herstellung und Befestigung kurzer dünnwandiger Zylindereinsätze
für Brennkraftmaschinen Um die durch die Aufweitung der Kolbenringe unter Wirkung
des Explosionsdruckes entstehende Abnutzung an den Laufflächen der Zylinder von
Brennkraftmaschinen zu verringern, ist bereits vorgeschlagen worden, die Zylinderwandung
im Bereich der maximalen Kolbenringpressung entweder besonders hart auszuführen
oder den Zylinder in diesem Bereich mit einer kurzen Einsatzbüchse aus hartem Werkstoff
zu versehen. Derartige Einsatzbüchsen werden für gewöhnlich aus einer harten Legierung
im Schleudergußverfahren hergestellt, und zwar mit einer gewissen Mindestwandstärke,
die das Reißen der Büchse vermeiden soll.Process for the production and fastening of short thin-walled cylinder inserts
for internal combustion engines around the effect of the widening of the piston rings
the wear on the running surfaces of the cylinders from the explosion pressure
To reduce internal combustion engines, it has already been proposed that the cylinder wall
either to be particularly hard in the area of the maximum piston ring pressure
or the cylinder in this area with a short insert sleeve made of hard material
to provide. Such inserts are usually made of a hard alloy
manufactured using the centrifugal casting process, with a certain minimum wall thickness,
which is to avoid tearing the can.
Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Art der Herstellung
und Befestigung für derartige kurze Einsatzringe, die es gestattet, die Einsatzringe
bei großer Härte sehr dünn zuhalten, sie also bei geringem Werkstoffbedarf besonders
dauerhaft zu machen, ohne sie der Gefahr eines Zerreißens unter Wirkung des Temperaturwechsels
und der Schlagbeanspruchungen auszusetzen. Das Neue der Erfindung besteht darin,
daß die Einsatzringe von einem im Schleudergußverfahren angefertigten längeren Rohr
aus etwa folgenden Legierungsbestandteilen:2,5% Graphit, 2 bis 3,5% Kohlenstoff,
o, 5 0,lo Mangan, o,o6o/o Schwefel, o,4% Phosphor, 2 bis 2,5% Silicium, 2 bis 4%
Chrom, ¢ bis to% Molybdän, Nickel oder Vanadium, Rest Eisen, nach der Bearbeitung
des Rohrkörpers auf das Paßmaß der sehr dünnwandigen Ringe abgetrennt, nur an der
Innenfläche gehärtet, außen mit Säure bestrichen und durch Einrosten an der Zylinderwand
befestigt werden.The invention relates to a particular type of manufacture
and attachment for such short insert rings that allows the insert rings
if it is very hard to keep it very thin, especially if there is little material required
to make them permanent without the risk of tearing under the effect of temperature changes
and subject to impact loads. The novelty of the invention is that
that the insert rings are made from a longer tube made by centrifugal casting
from approximately the following alloy components: 2.5% graphite, 2 to 3.5% carbon,
0.50, lo manganese, 0.06o / o sulfur, 0.4% phosphorus, 2 to 2.5% silicon, 2 to 4%
Chromium, up to% molybdenum, nickel or vanadium, remainder iron, after processing
the tubular body separated to the fit of the very thin-walled rings, only at the
Hardened inner surface, coated with acid on the outside and rusting on the cylinder wall
be attached.
Bei einer auf diese Weise hergestellten Einsatzbüchse ist im Gegensatz
zu nitrierten Büchsen üblicher Art eine ausreichende Ülaufnahmefähigkeit des Gefüges
gewährleistet. Dünne Ringe aus dieser Legierung lassen sich ohne Gefahr eines Reißens
auf einen sehr holen Grad härten. Sie sind außerdem besonders
hitzebeständig
und korrosionsfest und erzeugen, da sie eine geringere Wärmeleitfähigkeit besitzen
als Gußeisen, eine Wärmestauung im Bereich der Brennkammer, die den thermischen
und mechanischen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschinen, besonders bei Dieselmotoren,
verbessert. Unter Einwirkung von Säure wird außerdem ein sehr rasches Auftreten
einer haltbaren, die Wärmestauung noch begünstigenden Rostverbindung zwischen dem
Werkstoff des Einsatzringes und der aus Gußeisen bestehenden Zylinderwand erreicht,
so daß` die Büchse durch diese Rostverbindung im Zylinder festgelegt werden kann.
Auf diese `Veise erhält der Einsatzring eine sehr innige Verbindung mit der Zylinderwand:
Die Zeichnung zeigt Beispiele für die erfindungsgemäße Art der Herstellung und Befestigung
dünnwandiger Zylindereinsatzringe, Fig. i zeigt eine Rohbüchse, aus der die Einsatzringe
gefertigt werden.In the case of an insert sleeve produced in this way, the opposite is true
a sufficient capacity of the structure to absorb the nitrided bushings of the usual type
guaranteed. Thin rings made from this alloy can be removed without the risk of tearing
harden to a very fetch degree. They are also special
heat resistant
and corrosion-resistant and produce because they have a lower thermal conductivity
than cast iron, a build-up of heat in the area of the combustion chamber, which causes the thermal
and mechanical efficiency of internal combustion engines, especially in diesel engines,
improved. Also, under the action of acid, it will appear very quickly
a durable rust connection between the
Material of the insert ring and the cylinder wall made of cast iron,
so that the bush can be fixed in the cylinder through this grate connection.
In this way, the insert ring has a very close connection with the cylinder wall:
The drawing shows examples of the type of manufacture and fastening according to the invention
thin-walled cylinder insert rings, Fig. i shows a raw sleeve from which the insert rings
are manufactured.
Fig. 2 zeigt die Befestigung eines derartigen Einsatzringes in dem
Zylinder einer Brennkraftmaschine, Aus einer Legierung der weiter oben- bereits
angegebenen Zusammensetzung wird zunächst im Schleudergußverfahren das in Fig. i
dargestellte Rohr von etwa 5oo bis iooomm Länge angefertigt. Die Röhren werden außen
und innen auf Schleifmaß bearbeitet und dann an den mit a bezeichneten Stellen in
einzelne bandlose Ringe b getrennt. Die Ringe, die je nach dem Durchmesser nur eine
Wandstärke von etwa i, 5 bis z mm aufweisen, werden auf der Innenseite gehärtet,
so daß sie innen eine Härte von etwa 5oo bis 6oo Brinell erhalten und außen nicht
spröde sind. Die Ringe werden nun außen mit Säure;' z: B. Salzsäure o. dgl., bestrichen
und in die vorgearbeitete Ausnehmung des Zylinders gemäß Fig. 2 eingesetzt. Die
Höhe der Ausnehmung ist überainstimmend mit der Breite des Ringes so gehalten, daß
der Ring die am Kolbenkopf befindlichen Kolbenringe d in der dem Zündpunkt zugeordneten
Kolbenstellung überdeckt. Unter Einwirkung der Säure rostet der Ring mit der gußeisernen
Wandung c des Zylinders, die auch durch eine Naßbüchse ersetzt sein kann, sehr schnell
zusammen, wobei er eine feste und innige Verbindung mit der Zylinderwand erhält.
Dann wird die neben dem Ring befindliche Zylinderlauffläche fertig bearbeitet.Fig. 2 shows the attachment of such an insert ring in the
Cylinder of an internal combustion engine, made of an alloy of the above-already
specified composition is first in the centrifugal casting process in Fig. i
The pipe shown is about 500 to 10000 in length. The tubes will be outside
and machined inside to grinding size and then at the points marked a in
individual bandless rings b separated. The rings, depending on the diameter, only one
Have a wall thickness of about 1.5 to z mm, are hardened on the inside,
so that they have a hardness of about 500 to 600 Brinell on the inside and not on the outside
are brittle. The rings are now outside with acid; ' e.g. hydrochloric acid or the like, coated
and inserted into the pre-machined recess of the cylinder according to FIG. the
The height of the recess is kept in agreement with the width of the ring so that
the ring the piston rings d located on the piston head in the assigned to the ignition point
Piston position covered. Under the action of the acid, the ring with the cast iron will rust
Wall c of the cylinder, which can also be replaced by a wet bushing, very quickly
together, whereby it receives a firm and intimate connection with the cylinder wall.
Then the cylinder surface next to the ring is finished.
Mit Fahrzeugdieselmotoren ausgeführte Versuche haben ergeben, daß
die Abnutzung der Zylindereinsätze nach etwa 2ooöookm Fahrt nur o,25 mm am Sitz
des obersten Kolbenringes betrug, die Einsätze also hinsichtlich der Lebensdauer
von Fahrzeugen nahezu unbegrenzt haltbar sind. Trotzdem kann im Bedarfsfall ein
abgenützter Einsatzring zertrümmert und durch einen neuen ersetzt werden.Tests carried out with vehicle diesel engines have shown that
the wear of the cylinder inserts after about 2ooöookm travel only 0.25 mm on the seat
of the top piston ring, so the inserts in terms of service life
of vehicles are almost indefinitely durable. Nevertheless, if necessary, a
worn insert ring can be smashed and replaced by a new one.