DE716104C - Auf Verschleiss beanspruchter Dichtungsring, vorzugsweise Kolbenring - Google Patents

Description

• Auf Verschleiß beanspruchter Dichtungsring, vorzugsweise Kolbenring Der an der Lauffläche von auf Verschleiß beanspruchten Dichtungsringen, insbesondere Kolbenringen, auftretende Verschleiß macht sich in einer Abnahme der radialen Wandstärke und bei geschlitzten Ringen in einer Zunahme des Spieles an der Schnittfuge bemerkbar. Allgemein üblich ist es, für dieses einen Höchstwert festzusetzen, nach dessen Erreichen der betreffende Ring gegen einen neuen ausgewechselt werden muß: Die Erfahrung hat gelehrt, daß z. B.. Kolbenringe aus sehr verschleißfesten Werkstoffen wegen der dadurch bedingten längeren Einlaufzeit ungeeignet sind, darüber hinaus aber auch meist nicht die guten Laufeigenschaften haben, die erforderlich sind, um einen einwandfreien Betrieb der Maschinen zu gewährleisten. Deshalb ist es zu vermeiden, eine Erhöhung der Lebensdauer von Kolbenringen durch Verwendung sehr verschleißfester Werkstoffe erzielen zu wollen.
• Zum guten Einlaufen und guten Laufverhalten überhaupt gehört demnach, daß ein gewisser Verschleiß zugelassen wird. In gewissen Fällen kann ein Kolbenring, der hinsichtlich Einlaufen und Laufeigenschaften befriedigt, hinsichtlich der erreichbaren Lebens= Bauer nicht befriedigen, weil der zum Ermöglichen der guten Einlauf- und Laufeigenschaften erforderliche Verschleiß zu rasch die Notwendigkeit des Auswechselns der Ringe herbeiführt. Eine Verbesserung ist demnach dann zu erwarten, wenn der zum guten Einlaufen und Laufverhalten nötige Verschleiß durch bestimmte Eigenschaften des Ringes wieder ausgeglichen wird.
• Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen auf Verschleiß beanspruchten Dichtungsring, vorzugsweise Kolbenring, aus einem Werkstoff, der die Eigenschaft hat, durch die Betriebsbedingungen, vor allem durch die thermische, gegebenenfalls auch durch die mechanische Einwirkung zuwachsen, so daß der auftretende Verschleiß ganz oder teilweise ausgeglichen wird. Dieser erwünschte, bewußt herbeigeführte Wachstumsvorgang muß sich während des Betriebes in zeitlichem Ablauf, d. h. während der Betriebsdauer, nach und nach vollziehen. Bei der Wahl des Werkstoffs empfiehlt es sich insbesondzre, für Dich tungsringe Gußeisen mit einem überwieg@-ii@ 1 austenitischen Gefüge zu nehmen, das vornherein so abgestimmt ist, daß eine gu-;@,isse Verschleißfestigkeit durch den Martensitgehalt sichergestellt ist. Unter dem Einfluß der Betriebstemperatur und unter Umständen auch unter dem Einfluß der hinzutretenden Erschütterungen geht in bekannter Weise eine Umwandlung des Austenitanteils in Martensit vor sich, -was aber, wie allgemein bekannt, gleichbedeutend ist mit einer Zunahme des spezifischen Volumens, einem Wachsen des Ringes. Dieser Vorgang kann so gesteuert werden, daß bei geschlitzten Ringen das beim Einbau des Ringes vorhandene Stoßspiel über eine längere Betriebszeit erhalten bleibt, obwohl der Ring an der Lauffläche fortlaufend verschleißt.
• In den Fällen, wo statt eines normalen geschlitzten Kolbenringes ein geschlossener sog. Manschettenring oder Feuerschirmring verwendet wird, besteht die Möglichkeit, die Vergrößerung durch einen von innen her auf ihm lastenden Arbeitsdruck infolge einer bleibenden Dehnung zu bewirken. Diese Wirkung kann durch die Wahl eines Werkstoffes erreicht werden, der bei höheren Temperaturen höhere Dehnung aufweist. Bei Gußeisen eignet sich hierfür beispielsweise ein Martensit, Austenit und gegebenenfalls auch Perlit enthaltendes Grundgefüge. Es muß nur dafür gesorgt werden, daß die Beständigkeit des Gefüges bei den auftretenden Temperaturen nicht allzu hoch ist und daß durch Gefügeveränderungen, z. B. durch Gefügezerfall oder Umkristallisation, die aufgebrachte elastische Dehnung in eine bleibende übergeht.
• Ein Beispiel für die Erzeugung eines solchen Gefüges, das durch thermische Einflüsse wächst und neben Martensit sowohl Austenit wie auch gegebenenfalls etwas Perlit enthält, sei wie folgt wiedergegeben: Man geht von einer für einen Einzelgußkolbenringwerkstoff üblichen Analyse aus und setzt dem Werkstoff je nach der Abmessung der Ringe und den Abkühlungsverhältnissen geringe Mengen Chrom, Molybdän oder Nickel zu, also jene Legierungsbestandteile, die zu einer natürlichen Härtung durch Martensit- und Austenitbildung geeignet sind. Es versteht sich von selbst, daß die normalen Eisenbegleiter den neu hinzukommenden f-c-gierungsbestandteilen angepaßt sein müssen. Lin Beispiel einer Analyse für einen Kolbeningwerksto-fi sei wie folgt angegeben C ......... 3,68o;o, Si ......... 2,i0%, Mn ........ 0,500;'o, P ......... 0,570,`0, Cr ........ o,680'o, Mo ........ i,6q.o'o, Cu ........ i,70%.
• Die Erfindung kann nicht nur bei Dichtungsringen, sondern grundsätzlich bei allen Maschinenteilen verwendet werden, die einem Verschleiß unterworfen sind und bei denen gleichzeitig eine höhere Temperatur auftritt. z. B. bei Achsen, Lagern und Führungen. Es ,st dabei jedoch zu beachten, daß das Wachsen nicht nur linear geschieht, sondern räum-[ich. Das erstrebte Wachsen muß besseres Nnliegen, d. h. Verminderung des Verschleißspieles, erzeugen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Auf Verschleiß beanspruchter Dichtungsring, vorzugsweise Kolbenring, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Werkstoffes, welcher die Eigenschaft hat, durch die Betriebsbedingungen, vor allem durch die thermische, gegebenenfalls auch durch die mechanische Einwirkung zu «-achsen, so daß der auftretende Verschleiß ganz oder teilweise ausgeglichen wird.
2. 2. Dichtungsring nach Anspruch i aus Gußeisen mit einem überwiegend austenitischen Gefüge, das durch die thermischen und gegebenenfalls auch mechanischen Einflüsse teilweise oder ganz zu einer Gefügeänderung geführt wird, die mit einer Volumenzunahme verbunden ist.
3. 3. Dichtungsring nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter geschlossener Ring verwendet ist und daß'die Vergrößerung durch einen von innen her auf ihm lastenden Arbeitsdruck infolge einer bleibenden Dehnung bewirkt wird.