DE837041C

DE837041C - Verfahren zur Herstellung von Verbundkolbenringen

Info

Publication number: DE837041C
Application number: DE1949837041D
Authority: DE
Inventors: Arthur Monzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-03-03
Filing date: 1949-03-03
Publication date: 1952-04-17

Description

Verfahren zur Herstellung von Verbundkolbenringen Die bekannten, allgemein üblichen Kolbenringe bestehen aus elastischem Gußeisen. Die Verwendung von Gußeisen für die Herstellung der Kolbenringe hat inan bisher wegen der Laufeigenschaften unter den ungünstigen Betriebsbedingungen im Verbrennungsmotor als besonders zweckmäßig angesehen. Die gußeisernen Kolbenringe besitzen aber den Naeliteil, daß ihre Federkraft und damit die für die Leistung des Motors wichtige Abdichtung gegenüber der Zylinderwandung während des Betriebes erheblich nachläßt, weil das Gußei:sen einen für Federn ungeeigneten Werkstoff darstellt. Auch die Wärmeableitung aus dem Kolben über die gußeisernen Kolbenringe auf denZylinder ist ungünstig, da das Gußeisen eine verhältnismäßig schlechte Wärmeleiteigenschaft besitzt, die sogar bei höher werdenden Temperaturen weiter nachläßt.
Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften hat man auch bereits X,'erbundkollwnring#- in Vorschlag gebracht, die aus einer Innense'hicht aus hitzebeständigem Stahl und einer Außenschicht aus Metall mit guten Gleiteigenschaften, beispielsweise aus Bleibronze, bestehen. Diese Verbundkolbenringe werden entweder einzeln aus Stahldrähten gefertigt, die nach Aufschweißen der äußeren Metallschicht in Ringform gebogen werden, oder einzeln von einer Stahlbuchse abgestochen, die mit einer aufgespritzten dünnen äußeren Metallschicht versehen ist.
Die bekannten Verbundkolbenringe dieser Art besitzen zwar infolge der äußeren Metallschicht gute Gleiteigenschaften und eine günstige Wärmeleiteigenschaft zur Abführung der Wärme aus dem Kolben auf die Zylinderwandung, praktisch verwertbar sind die Verbundkolbenringe aber nur, wenn einmal eine innige spannungsfreie Verbindung der Metallschicht mit der Stahlschicht gewährleistet ist, und wenn weiterhin die Kolbenringe die notwendige Federwirkung aufweisen, die auch bei längerer Benutzung der Kolbenringe nicht nennenswert nachlassen darf.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, Verbundkol@benringe der oben beschriebenen Art so herzustellen, daß neben der innigen spannungsfreien Verbindung der Metallschicht mit der Stahlschicht auch eine Federwirkung erzielt wird, die im Dauerbetrieb aufrechterhalten bleibt.
Gemäß der Erfindung wird eine zumindest außen überdrehte Stahlbuchse, die z. B. im Gesenk geschlagen werden kann, im'Tauchgußverfahren mit einer wurzelspannungsfrei aufgeschweißten Bleibronzeschicht versehen, diese Verbundbuchse im vorgeschruppten Zustand, d. h. vor der Feinbearbeitung, auf der Innenseite einer gleichmäßigen Druckbehandlung durch Kordieren ,Walzen, Drücken od. dgl. unterworfen, worauf schließlich nach Feinbearbeitung des Außendurchmessers das Abtrennen undAufschneiden der einzelnen Kolbenringe erfolgt.
Durch die Aufbringung der Bleibronzeschicht im Tauchgußverfahren läßt sich eine innige wurzelspannungsfreie Verschweißung erzielen, die beim Aufspritzen oder Anschweißen einer Bleibronzeauflage niemals erzielt werden kann. Des weiteren wird durch die Druckbehandlung der Innenfläche der zunächst ungeschlitzten Verbundbuchse ein Verdichten der innenliegenden Fasern der Stahlbuchse erzielt, so daß die von der Verbundbuchse abgetrennten und aufgeschnittenen Kolbenringe eine Federspannung besitzen, die auch im Dauerbetrieb trotz der erheblichen Beanspruchungen aufrechterhalten bleibt.' Es ist zwar bekannt, geschlitzte fertig bearbeitete Kolbenringe in einer Matrize innen oder außen exzentrisch einer Druckbehandlung zu unterwerfen, um dem fertigen Kolbenring 1n der Umfangsrichtung unterschiedliche Spannungen zu erteilen. Für die Herstellung federnder Verbundkolbenringe würde die Anwendung dieser Maßnahme jedoch nicht zum Ziel führen. Es ist vielmehr erforderlich, die Druckbehandlung auf die Stahlbuchse vor dem Abtrennen und Aufschneiden der einzelnen Kolbenringe vorzunehmen.
Die durch die Kordierung entstandenen Oberflächenprofilierungen werden zweckmäßig durch Drücken mittels uriprofilierter Walzen abgeplattet.
Eine weitere Erhöhung der Federwirkung für die aus der Verbundbuchse gefertigten Verbundkolbenringe läßt sich noch dadureherreichen, daß die Stahlbuchsen, bei denen bereits die Fasern der inneren Buchsenhälfte sich in gedrücktem Zustand befinden, vor dem Aufgießen der Bleibronzeschicht im Taucut Bußverfahren von außen her bis zur neutralen Faserzone abgedreht werden. Auf diese Weise bleibt lediglich die innere Hälfte der Buchsen bestehen, die ausschließlich gedrückte, die Federwirkung des fertigen Kolbenringes begünstigende Fasern enthält.
Anstatt die Stahlbuchse im Gesenk zu schlagen, kann sie erfindungsgemäß auch aus einem in Walzrichtung ringförmig zusammengebogenen und geschweißten Blech hergestellt werden, wobei der Innendurchmesser des Stahlblechringes so bemessen wird, daß beim Aufschneiden des Ringes zumindest die gesamte Schweißnaht herausgeschnitten werden kann. Bei der in dieser Weise hergestellten Stahlbuchse befinden sich die um den Umfang der Stahlbuchse in Walzrichtung verlaufenden Fasern auf der inneren Buc'hsenhälfte bereits in einem die Federwirkung begünstigenden gedrückten Zustand. Auch bei den in dieser Weise hergestellten Stahlbuchsen ist es zweckmäßig, die äußere Buchsenhälfte, die gestreckte Fasern enthält, bis zur neutralen Faserzone abzudrehen, bevor die Bleibronzeschicht im Tauchgußverfahren auf die Außenfläche aufgegossen wirb.
Bei den nach dem neuen Verfahren hergestellten Verbundkolbenringen bleibt trotz der hohen auftretenden Betriebsbeanspruchungen die Federkraft der Ringe und damit auch die gute Abdichtung gegenüber der Zylinderwandung nahezu aufrechterhalten, woraus sich auch höhere Kompressionsdrücke und damit bei gleichem Benzinverbrauch höhere Motorleistungen ergeben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Verbundkolbenririgen, die aus einer inneren hitzebeständigen Stahlschicht und einer äußeren, gute Gleiteigenschaften besitzenden Metallschicht, vorzugsweise aus Bleibronze, bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine zumindest außen überdrehte Stalilbuclise im Tauchgußverfahren mit einer innig aufgeschweißten Bleibronzeschicht versehen, diese Verbundbuchse im vorgeschruppten Zustand, d.li. vor der Feinbearbeitung, auf der Innenseite einer gleichmäßigen Druckbehandlung durch Kordieren, Walzen, Drücken od. dgl. unterworfen wird und nach Feinbearbeitung des Außendurchmessers das Abtrennen und Aufschneiden der einzelnen Kolbenringe erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Kordierung entstandenen Oberflächenprofilierungen zweckmäßig durch Drücken mittels uriprofilierter Walzen abgeplattet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlbuchse vor dem Angießen der Bleibronzeschicht zur weiteren Erhöhung der Federwirkung bis zur neutralen Faserzone von außen her abgedreht wird.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlbuchse aus einem in Walzrichtung ringförmig zusammengebogenen und geschweißten Blech hergestellt wird, wobei der Innendurchmesser des Stahlblechringes so bemessen wird, daß beim Aufschneiden des Ringes zumindest die gesamte Schweißnaht herausgeschnitten werden kann. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 740 323; britische Patentschrift Nr. 1480 vom Jahre 19i4.