Verfahren zum Herstellen von unrunden, geschlitzten, selbstfedernden
Kolbenringen aus Sintermetall Es ist bekannt, unrunde, geschlitzte, selbstfedernde
Kolbenringe aus Sintermetall dadurch herzustellen, daß man den Sinterwerkstoff in
einer dem fertigen Kolbenring entsprechenden, unrunden Form preßt und sintert. Soweit
dabei in sich geschlossene Ringe erzeugt werden, muß nach dem Sintern ein der Stoßöffnung
entsprechendes Ringstück ausgeschnitten werden. Diese Art der Herstellung unrunder
Kolbenringe erfordert einen hohen Aufwand an schwer herstellbaren und dadurch teuren
Formen, die zudem noch einer sehr schnellen Abnutzung unterliegen. Man geht deshalb
im allgemeinen von in kreisrunder Form gepreßten und gesinterten Ringen aus, denen
die zur Erzeugung eines vom in den Zylinder eingebauten Ring radial auf die Zylinderwand
ausgeübten Druckes erforderliche Spannung nachträglich verliehen wird. Diese Verformung
eines kreisrunden Ringes zum unrunden Ring kann rein mechanisch auf kaltem Wege
oder durch das sogenannte thermische Spannen unter Anwendung von Wärme erfolgen.
Das rein mechanische Spannen von Kolbenringen, z. B. durch Hämmern, hat sich wegen
der Ungenauigkeit der auf diese Weise erhaltenen Ringe und des ungünstigen Einflusses
auf die Festigkeit des Ringwerkstoffes als nachteilig erwiesen. Auch das bekannte
Kaltverformen rundgepreßter. und gesinterter, in sich geschlossener Ringe durch
radial wirkenden Druck, unter gleichzeitiger Anwendung von axialem Druck, führt
zu unerwünschten
Strukturveränderungen, die durch nachträgliche
thermische Behandlung des kalt verformten Ringes wieder ausgeglichen werden müssen.
Die günstigsten Erzeugnisse liefert noch ein bekanntes Verfahren, bei dem die gepreßten
und gesinterten Ringe nach dem Sintern in einer Form in ihre endgültige Gestalt
gebracht und durch Erwärmen während verhältnismäßig langer Zeit in dieser Gestalt
festgelegt und gegebenenfalls anschließend durch Abschrecken vergütet werden. Obwohl
gegen die Qualität derart hergestellter Ringe aus Sintermetall grundsätzlich nichts
einzuwenden ist, so hat das letztgenannte Verfahren doch den Nachteil, daß das Spannen
der Ringe einen hohen Aufwand an Zeit und Wärme erfordert.Process for the production of non-round, slotted, self-resilient
Sintered metal piston rings are known to be non-circular, slotted, self-resilient
Manufacture piston rings from sintered metal by converting the sintered material into
a non-round shape corresponding to the finished piston ring is pressed and sintered. So far
closed rings are produced in the process, one of the joint opening must after sintering
corresponding ring piece can be cut out. This type of production is out of round
Piston rings require a great deal of effort and expense, which are difficult to manufacture and therefore expensive
Forms that are also subject to very rapid wear. That's why you go
generally from rings pressed and sintered in a circular shape, those
for generating a ring built into the cylinder radially onto the cylinder wall
applied pressure is given the required tension retrospectively. This deformation
a circular ring to a non-circular ring can be done purely mechanically in a cold way
or by so-called thermal stressing with the application of heat.
The purely mechanical clamping of piston rings, e.g. B. by hammering, has due
the inaccuracy of the rings obtained in this way and the unfavorable influence
proved to be disadvantageous on the strength of the ring material. Also the familiar
Cold forming of round pressed. and sintered, self-contained rings
radial pressure, with simultaneous application of axial pressure, leads
too undesirable
Structural changes caused by subsequent
thermal treatment of the cold-deformed ring must be compensated for again.
A well-known process, in which the pressed
and sintered rings after sintering in a mold to their final shape
brought and by heating for a relatively long time in this form
determined and, if necessary, remunerated by quenching. Even though
Basically nothing against the quality of rings made of sintered metal in this way
is objectionable, the last-mentioned method has the disadvantage that the tensioning
the rings require a great deal of time and heat.
Da es weiter bekannt ist, daß Sintermetalle beim Sintern in den Randschichten
eine unerwünschte Entkohlung erfahren, und es als wünschenswert erkannt wurde, diese
Entkohlung auch bei gesinterten Kolbenringen durch Einsatzglühen oder Nitrieren
wieder zu beseitigen, schlägt die Erfindung vor, bei rundgepreßten Ringen aus Sintermetall,
die nach dem Sintern durch Einsatzglühen aufgekohlt werden, die Ringe in der Einsatzwärme
zu schlitzen und durch radialen Druck in die Endform zu bringen sowie durch gleichzeitig
wirkenden axialen Druck nachzuverdichten.Since it is also known that sintered metals are sintered in the surface layers
experience undesirable decarburization, and it has been found desirable to do so
Decarburization also with sintered piston rings by insert annealing or nitriding
to eliminate again, the invention proposes, with round pressed rings made of sintered metal,
which are carburized by insert annealing after sintering, the rings in the insert heat
to slit and bring it into the final shape by radial pressure as well as by simultaneously
compressing acting axial pressure.
Es wird also die zum Aufkohlen der Ringe aufzuwendende Wärme zugleich
dazu benutzt, die Ringe unter möglichst geringem Kraftaufwand und mit sicherem Erfolg
in ihre endgültige Form zu bringen. Auf diese Weise ergibt sich ein sehr einfacher,
billiger und betriebssicherer Weg, um kreisrund hergestellte Kolbenringe zu spannen.
Die zum Spannen erforderliche Form ist bei weitem nicht so schneller Abnutzung ausgesetzt
wie eine Sinterform und wesentlich einfacher und billiger herzustellen als diese.
Gleichzeitig ermöglicht dieses Verfahren, die Höhe des Radialdrucks, die der eingebaute
Kolbenring auf die Zylinderwand ausüben soll, und die Verteilung dieses Radialdrucks
über den Umfang des Ringes durch entsprechende Ausbildung der Spannform, z. B. einer
in den Ring eingelegten Scheibe, in weiten Grenzen zu regeln. Die Nachverdichtung
durch axial wirkenden Druck ergibt eine weitere Verbesserung der Ringeigenschaften.So it is the heat to be used for carburizing the rings at the same time
to use the rings with the least possible effort and with sure success
to bring them into their final form. In this way a very simple,
cheaper and more reliable way of clamping piston rings made circular.
The shape required for tensioning is nowhere near as subject to wear and tear
like a sintered mold and much easier and cheaper to manufacture than this.
At the same time, this method allows the amount of radial pressure that the built-in
Piston ring should exert on the cylinder wall, and the distribution of this radial pressure
over the circumference of the ring by appropriate training of the clamping form, z. B. one
disc inserted in the ring to regulate within wide limits. The redensification
Axial pressure results in a further improvement in the ring properties.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren kann beispielsweise
so durchgeführt werden, daß der gesinterte und von der Einsatzzementierung her noch
glühende Ring geschlitzt und über einen ovalen, kegeligen Dorn in eine seiner Endform
entsprechenden Preßform eingeführt wird, worauf ein auf seine Sitrnflächen wirkender
Druckstempel ihn in seiner Lage, die der Gestalt des fertig gespannten, frei liegenden
Ringes entspricht, fixiert und gleichzeitig nachverdichtet.The method forming the subject of the invention can, for example
be carried out so that the sintered and from the insert cementing still
Glowing ring slotted and over an oval, conical spike into one of its final shape
corresponding mold is introduced, whereupon a acting on its Sitrnflächen
Stamp it in its position, that of the shape of the fully clamped, exposed
Ring corresponds, fixed and at the same time redensified.