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Kolbenring, insbesondere für Kraftfahrzeugmotoren Gegenstand der Erfindung
ist ein Kolbenring, insbesondere zur Abdichtung von Kolben in schnell laufenden
Brennkraftmaschinen. Bei derartigen Kolbenringen hat es sich stets als besonders
schwierig erwiesen, in der Einlaufzeit eine gute Abdichtung zu erzielen. In vielen
Fällen wurden Kolbenringe schon beim Einlaufen unbrauchbar, und die dadurch erforderliche
Überholung des Motors führte zu erheblichen Zeitverlusten.
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Um den Einlauf von Kolbenringen zu verbessern, sind bereits verschiedene
Vorschläge gemacht worden, die sich auch gut bewährt haben. So hat man die Lauffläche
von Kolbenringen mit Einlaufschichten aus Graphit mit Kunstbarzbindung od. dgl.,
aus Zinn oder sonstigen Werkstoffen überzogen. Ferner hat man in die Lauffläche
von Kolbenringen aus Gußeisen oder Stahl eine oder mehrere Einlagen aus verschleißfesterem
Leichtmetall; die an der mit der Zylinderwand in Berührung kommenden Fläche in bekannter
Weise Drehrillen aufweisen, eingelagert. Die steigenden Anforderungen an die Motorleistung
machen derartige Hilfsmittel in vielen Fällen unanwendbar. So dienen die Drehrillen
des letztgenannten Verfahrens lediglich der Einlaufförderung, gewährleisten jedoch
nicht ein absolut winkelgerechtes Anliegen des Kolbenringes an der Zylinderwand,
da sie nicht an den Kanten zwischen den Schulterflächen und der Lauffläche des Ringes
vorgesehen sind, sondern in der Mitte der Lauffläche.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die genannten Schwierigkeiten
am sichersten dadurch
behoben werden, daß- man in den ersten Betriebsminuten
gewisse Durchblaseverluste in Kauf nimmt und dabei den Kolbenring sich selbst justieren
läßt. Das läBt :sich dadurch erreichen, daB der Kolbenring zunächst nicht auf seiner
ganzen Lauffläche, sondern nur auf bewußt erzeugten Graten auf der Lauffläche trägt
und sich durch das schnelle Abtragen der Grate selbst einschleift, während gleichzeitig
die übrigen, etwas vertieft liegenden Laufflächenteile sich mit einer dünnen Ülkohleschicht
bedecken.
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Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß der Kolbenring an den
Laufflächenkanten angestauchte, den Ring beim Einlaufen tragende Grate aufweist.
Derartige, bisher als unerwünscht angesehene Grate lassen sich in beliebiger Weise,
z. B. durch Hämmern oder Walzen, leicht erzeugen. Es ist für die Erfindung gleichgültig,
ob die Randaufstauchung etwas ungleichmäßig ist und der Kolbenring dadurch ursprünglich
nicht lichtspaltdicht wird. Da die auf die Grate beim Einlaufen wirkenden Flächendrücke
sehr hoch sind, werden die Gratspitzen sehr schnell, innerhalb von wenigen Minuten
abgetragen, wodurch sich die Lauffläche des Kolbenrings der praktisch nie ganz zu
vermeidenden Unrundheit des Zylinders anpaßt.
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Die in der genannten ersten Einlaufzeit durchblasenden Gase hoher
Temperatur führen dazu, daß das 01 zwischen den beiden Gratwulsten an den
Laufflächenkanten verkokt. Die so entstehende ölko'hleschicht ist verhältnismäßig
hart, paßt sich aber ebenfalls der Unrundheit des Zylinders gut an. Infolgedessen
dichtet der Kolbenring gemäß der Erfindung schon nach kürzester Laufzeit vollkommen
ab. .
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Im Verlauf der weiteren Betriebszeit werden die Laufflächengrate gemäß
der Erfindung mit der dazwischenliegenden CSlkohleschicht allmählich abgetragen,
so daß schließlich die ganze metallische Lauffläche des Kolbenrings trägt und der
Kolbenring einwandfrei eingelaufen ist.
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Mit besonderem Vorteil lassen sich Kolbenringe gemäß der Erfindung
in Verbindung mit verchromten Kolbenringen derartig zur Kolbendichtung verwenden,
daß in der dem Kolbenboden am nächsten liegenden Nut ein verchromter Kolbenring
und in der darauffolgenden Nut ein Ring gemäß der Erfindung verwendet ist. Die außerordentlich
hohe Verschleißfestigkeit verchromter Ringe führt dazu, daß diese Ringe nur sehr
langsam einlaufen:. ,Da zudem die Laufflächenkanten verchromter Kolbenringe in der
Regel abgerundet sein müssen, dichten derartige Ringe in der Einlaufzeit nur ungenügend
ab. Bei einer Verbindung eines oder mehrerer verchromter Kolbenringe mit einem oder
mehreren Ringen gemäß der Erfindung wird jedoch eine vollkommene Kofbenabdichtung
erzielt, da .die Ringe gemäß der Erfindung in der Einlaufzeit, wie beschrieben,
den Kolben sicher abdichten, während dann, wenn die Laufflächengrate und die Ölkohleschicht
auf diesen Kolbenringen abgetragen wird, auch die verchromten Kolbenringe so weit
eingelaufen :sind, .daB .sie an der Kolbenabdichtung voll mitwirken können. Erst
dadurch kommt aber der Vorteil der hohen Verschleißfestigkeit verchromter Kolbenringe
zur Auswirkung.
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In der Zeichnung ist ein Kolbenring gemäß der Erfindung dargestellt,
und zwar in Abb. i im Zustand vor dem Einbau, Abb.2 nach einer Einlaufzeit von wenigen
Minuten.
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Der Kolbenring i weist an den Kanten seiner Lauffläche 2 die Grate
3 und 4 auf, die durch leichtes Hämmern der Kolbenringschulterflächen bewußt erzeugt
sind. In der Einlaufzeit des Ringes bildet sich, wie aus Abb.2 ersichtlich, zwischen
den Graten 3, 4 und der Zylinderwand 5 eine Ülkohleschicht 6, die zusammen mit den
Graten 3, 4 während des Einlaufens des Kolbenringes allmählich abgetragen wird.