DE717749C

DE717749C - Process for the production of slidingly stressed objects, especially piston rings

Info

Publication number: DE717749C
Application number: DET53627D
Authority: DE
Inventors: Christian Eberhardt
Original assignee: Alfred Teves Maschinen und Armaturenfabrik KG
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1940-04-09
Filing date: 1940-04-09
Publication date: 1942-02-21

Description

Verfahren zur Herstellung von gleitend beanspruchten Gegenständen, besonders von Kolbenringen Bei Kolbenringen, Zylindern, Lagerkörpern u. dgl. Gegenständen, die im Gebrauch ständig gleitenden Beanspruchungen ausgesetzt sind, kommt es darauf an, das Reibungsmoment möglichst auszuschalten bzw. möglichst klein zu halten. Aus diesem Grunde werden für die Herstellung derartiger Maschinenelemente vorzugsweise Metalle und Legierungen verwendet, die bereits in sich, durch ihre Zusammensetzung begründet, gute Gleiteigenschaften besitzen. Es ist auch bekannt, den Metallen und Legierungen zur Erhöhung der Gleiteyirkung .ein mit schmierenden Bestandteilen, wie z. B. Graphit, durchsetztes Gefüge zu geben oder solche Stoffe in Nuten in der Gleitfläche anzuordnen. Zu alledem kommt noch in den meisten Fällen, daß eine ständige Schmierung mit flüssigen und halbfesten Schmiermitteln unerläßlich ist. In. den Fällen, in :denen das ständige Vorhandensein eines Schmiermittels zwischen, den gleitenden Flächen unerläßlich ist, kann es nun leicht vorkommen, daß die Schmierung aus irgendwelchen Gründen versagt oder ungenügend wird, was zu Zerstörungen in, unerwarteten Ausmaßen führen kann. In dem Bestreben, gegen ein solches uner,#eünschtes und meist auch unvorherzusehendes Versagen der Schmierung Beine Sicherheit zu schaffen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, gleitend beanspruchten Gegenständen ein feinporöses Gefüge zu geben, unter dessen Wirkung die Gegenstände eine gewisse Menge des verwendeten Schmiermittels in sich aufnehmen und speichern 'können, so d:aß der Gleitkörper ständig eine Schmiermittelreserve besitzt, die die auftretenden Mängel in der Schmierung auszugleichen vermag. Die Herstellung von Gleitkörpern geinä.ß Erfindung geschieht in der Weise, daß dem flüssigen Gießmetall vor, während und nach dem Gießen der Gegenstände in feiner Verteilung Gase einverleibt werden, die beim Entweichen das Gefüge des erstarrenden Guß-Körpers auflockern. Das Porösmachen von Metallen durch Einbringen von Stoffen, die Blasen und dadurch Hohlräume bei der Erstarrung des Metalls erzeugen, ist an sich belka.nnt. Die Verwendung dieser Maßnahme für die Herstellung von gleitend beanspruchten Gegenständen, besonders Kolbenringen, zu dem Zweck, sie aufnahmefähig für Schmiermittel zu machen, ist bisher jedoch nicht vorgeschlagen worden.Process for the production of slidingly stressed objects, especially of piston rings for piston rings, cylinders, bearing bodies and similar objects, who are constantly exposed to sliding stresses during use, this is what matters to switch off the frictional torque as much as possible or to keep it as small as possible. the end For this reason, machine elements of this type are preferred for the production Metals and alloys are used that are already inherent, by their composition well-founded, have good sliding properties. It is also known to the metals and Alloys to increase the sliding effect, one with lubricating components, such as B. to give graphite, interspersed structure or such substances in grooves in the To arrange sliding surface. In addition to all of this, in most cases there is also a permanent one Lubrication with liquid and semi-solid lubricants is essential. In. the Cases where: where the constant presence of a lubricant between, the sliding surfaces is essential, it can now easily happen that the lubrication fails or becomes insufficient for any reason, leading to destruction in, unexpected proportions. In the endeavor against such an undesirable, # desired and usually also unforeseen failure of the lubrication legs to create safety, is proposed according to the invention, slidingly stressed objects a fine-pored To give structure, under the effect of which the objects a certain amount of the used Can absorb and store lubricant in itself, so the sliding body always has a reserve of lubricant to counteract any deficiencies in lubrication able to compensate. The manufacture of sliding bodies according to the invention happens in such a way that the liquid casting metal before, during and after casting the objects are incorporated in a fine distribution of gases which escape when they escape loosen the structure of the solidifying cast body. Making metals porous by introducing substances, the bubbles and thus cavities during solidification of the metal is inherently belka.nnt. Using this measure for the production of slidingly stressed objects, especially piston rings, for the purpose of making them receptive to lubricants, however, is not yet has been proposed.

In Ausführung des Verfahrens der Er lindung können die Gase als solche eingeführt werden, vorzugsweise verfährt man jedoch so, daß man dem Gießmetall Stoffe zusetzt, die durch Zersetzung, Umsetzung oder Verflüchtigung Gase abgeben. Hierfür geeignete Stoffe Können organischer oder auch anorganischer bzw. organisch-anorganischer Art sein. Vorzugsweise in Betracht kommen feste Stoffe, zweckmäßig in pulverförmiger Form. Aber auch die Verwendung flüssiger Stoffe liegt im Bereich des Gegebenen. Als gasliefernde Stoffe kommen z. B. in Betracht feste und gegebenenfalls auch halbfeste und flüssige kohlenstoffhaltige Stoffe, insbesondere natürliche und künstliche Kohlen, wie Braun- und Steinkohle, Ülkohle o. dgl., sodann zersetzliche oder flüchtige Salze, wie Ammonsalpeter. Soda o. dgl.In carrying out the method of the invention, the gases can be used as such are introduced, but the preferred procedure is to give the casting metal substances which emit gases through decomposition, conversion or volatilization. Therefor Suitable substances Can be organic or inorganic or organic-inorganic Be kind. Solid substances, expediently in powder form, are preferred Shape. But the use of liquid substances is also within the realm of the given. As gas-delivering substances come z. B. into consideration solid and optionally also semi-solid and liquid carbonaceous substances, especially natural and artificial coals, such as brown and bituminous coal, oil coal or the like, then decomposable or volatile salts, like ammonium nitrate. Soda or the like

Die Art des Metalls bzw. die Zusammensetzung der Legierung hat Keinen entscheidenden Einflüß auf die Porosität des Gefüges. Dagegen läßt sich durch Art und Menge des gasliefernden Stoffes weitgehend auf die Gefügeausbildung Einfluß nehmen. Ebenso kann die Gefügeausbildung durch Veränderung der Intensität und Schnelligkeit der Ab; Kühlung beeinflußt werden. Insbesondere ist es mit Hilfe der Kühlung auch möglich, Zonen höherer Porosität im Gußstück zu schaffen und deren Lage weitgehend zu heeinflussen.The type of metal or the composition of the alloy does not matter decisive influence on the porosity of the structure. On the other hand, Art and amount of the gas-supplying substance largely influence the structure formation to take. The formation of the structure can also be achieved by changing the intensity and speed from the; Cooling can be influenced. In particular, it is with the help of cooling too possible to create zones of higher porosity in the casting and their location to a large extent to influence.

Das Verfahren der Erfindung gestattet auch die Verwendung von Metallen oder Legierungen, die an sich Keine guten Laufeigenschaften besitzen. So lassen sich in erfindungsgemäßer Ausbildung Kolbenringe passend für die verschiedenen Zylindertverkstofte herstellen, wie sie für Stahlzylinder, hochharte Zylinder, nitrierte Zylinder, hartverchromte Zylinder usw. verwendet werden.The method of the invention also allows the use of metals or alloys that do not have good running properties per se. Let it be In the embodiment according to the invention, piston rings are suitable for the various cylinder materials as they are for steel cylinders, extremely hard cylinders, nitrided cylinders, hard chrome plated cylinders Cylinders, etc. can be used.

Zwei Gleitkörper mit :einem erfindungsgemäß ausgebildeten Gefüge sind in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Abb. i der Zeichnung zeigt :einen Schnitt durch die untere Hälfte eines Kolbenringes, während Abb. 2 einen Schnitt durch die Wand einer Zylinderlaufbüchse « iedergiht.Two sliding bodies with: a structure designed according to the invention shown in the drawing, for example. Fig. I of the drawing shows: a section through the lower half of a piston ring, while Fig. 2 is a section through the Wall of a cylinder liner.

Wie die Schnittfläche i des Kolbenringes 2 in Abb. i erkennen lä,ßt, besitzt der Kolbenring ein von der Oberfläche ausgehende nach innen zu abnehmendes feinporöses Gefüge.As the cut surface i of the piston ring 2 in Fig. I shows, the piston ring has an inwardly decreasing shape starting from the surface fine-pored structure.

Das gleiche zeigt auch die Zylinderlaufbüchse 3 der Abb. 2, auf deren Schnittfläche im unteren Teil die Gefügeausbildung eingezeichnet ist. Der Unterschied ist hier lediglich der, dalä durch stärkere Abl>ühlung an der Innenfläche die Zone der grö;aen Porosität 4. auf dieser Seite der Zylinderlaufbüchse mehr nach innen verlegt ist. Dieses ist bei solchen Gleitkörpern zweckmäßig, die einer spanabhebenden Bearbeitung bedürfen, da auf: diese Weise erreicht wird, daß nach Bearbeitung der Fläche die Zone gröf')ter Porosität nach auren Kommt. Bei der in Abb. 2 dar -gestellten Zylinderlaufbüchse würde nach der spanabb.ebenden Bearbeitung die Lauffläche etwa in der gestrichelten Linie j liegen.The same also shows the cylinder liner 3 of Fig. 2, on their Cut surface in the lower part the structure formation is drawn. The difference is here only that, because of stronger cooling on the inner surface, the zone the greater porosity 4. on this side of the cylinder liner more inward is relocated. This is useful for such sliding bodies, those of a cutting tool Require processing, because in this way it is achieved that after processing the Area the zone of greatest porosity after auric arrives. In the case of the one shown in Fig. 2 After machining, the cylinder liner would be roughly the same as the running surface lie in the dashed line j.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of sliding claims Objects, especially piston rings, characterized in that the liquid Casting metal before, during or after the goods: incorporated in fine distribution of gases % verden, which loosen the structure of the solidifying cast body when it escapes. a. Embodiment of the method according to claim i, characterized in that: @ Substances are added to the casting metal that result from decomposition, conversion or volatilization Give off gases. 3. Embodiment of the method according to claim i and z, characterized by adding solid carbonaceous substances, such as natural and artificial Coals, preferably in powder form.