DEP0032469DA - Verfahren zur Herstellung von Kolbenringen und nach diesem Verfahren hergestellte Ringe - Google Patents

Description

DR. IK G.H.W E GE N DAN K

PATiNTANWAlT
HAMBURG Ii ■ ABOtPHSBIiÜCKI 10' ■ Γ ERNETTF 348228

Ing. Iarl Tagleng 23.6.5o.

Ilen V, Itaxgaieteaetr_e 86,8.

^wYerfahrea, zu»Bex-st@llgIl[lf^ und nach Aiesea_i Verfahren, her^este^t^ Blage".

Die Erfindung feetrifft eis TerfaIireB zur Herstelluag von nech aussen oder innen spannenden Kolbenringen und bezieht sich weiter auf Kolteearinge_g die nech diesem Tarfanren hergestellt sind. Während die nach auesen spannenden Kolbenringe für Zyl Inder kolben, Kolbensohieber uaw. bestimmt sind, dienen die nach innen spinnenden Kolbenringe zum Abdichten von Wellen oder Stengen«

Die Erfindung bezieht eich inebeeondere auf Kolbenringe, die mit Überlappungen zum Zueammenschliessen der Ringenden versehen sind. Jedoch können euch Kolbenringe, die nur durch einen schrägen oder radialen Sohnitt geteilt sind, gleiehfalle nech diesem Verfahren hergestellt werden.

Des bekennte Verfahren, um überlappte Kolbenringe herzustellen, besteht darin, nach dem erstmaligen Überdrehen dee inneren und äusseren RIngumfanges an einer Stelle ewsi gleich grosee Stücke en den beiden Seitenflächen des Ringes gegeneinsnäer versetzt auf je die halbe Bingbreite in der leise herauszuschneiden bzw. zu fräsen, dees der Ring deduroh aufgetrennt wird. Hierauf wurden die so entstendenen Kingenden zusammengeschoben, so dass sich die finden überlappen, was notwendig ist, um die Dampfdichtigkeit im eingebauten Zustand des Ringes zu ermöglichen.

Duroh das Zusammenschieben der Singenden tritt aber eine ?eränderung der Unifengskcmturen ein, so Sei des Simg weder aussen Eoofe innen kreisrund bleibt. Daher rause der Eing nach dem Einfräeen im überlappten Zustand nochmals aussen und Innen kreierund überdreht werden. Dieses Verfehren bedingt, dass sehon beim Abguss für einen solchen Kolbenring entsprechende Material zugab en im Umfang gernecht werden mussten, um das zweimalige Überdrehen auf kreisrunde Form zu ermöglichen. Fallweiee wurden solche Ringe im Rohguse auoh in ovaler Form hergestellt, um Materiel und Arbeit zu sparen. Trotzdem kann aber auch hierbei des zweimalige überdrehen dee Binges nicht vermieden werden* Beide Umstände, aleo das zweimalige Überdrehen und der Mehrverbrauch an !tonmaterial, verteuerten die Herstellung solcher überlappter Ringe durch den Mehraufwand an Zeit und Arbeit erheblioh

Die Erfindung betrifft ein Eerstellungsverfehren, dae diese Übelstände eussohaltet und es ermöglicht, den Bing eueeen und innen nur je einmal zu überdrehen, und zwar vor dem Spelten, wobei lediglich eine normale Besrbeitungszugebe am Bohguse vorzusehen ist und der Abguss mit kreisrunder Form erfolgt.

Dea iiesen der Erfindung besteht darin, dass schon die Ausgangswerkstücke zur Beretellung der Kolbenringe mit kaäLsrunden äusseren bzw. inneren Umfangsflächen und zwar mit einem Auseendurchmeeeer bzw. Innendurchmesser versehen werden, der dem Durohmesser des fertigen Binges entspricht, dass in dem Bing in etwa hslber Bingbreite ein von aussen nach innen durchgehender Schlitz ausgearbeitet wird, dass der Ring quer zur Schlitzflltche aufgeschnitten und anschliessend eine mechanische oder thermische Behandlung zur Erteilung einer nach aussen bzw. innen wirkenden Spreizkraft (Spannung) erhält, wobei vor oder aaoh diesem letzten Arbeitsgang der Schlitz durch Einsetzen

eines der Sohlitznöhe entsprechenden FaBstiiekes oder zweier der artiger Faßstücke au© gut !auffälligem Material wieder ausgefüllt wird* Vorzugewelee wird der Schlitz durch Fräsen ausgeführt.

In weiterer Auebildung der Erfindung liegen bei einem derartig hergestellten Kolbenring die Schnitte, die von beiden Seiten des Rlngee her bis in den Schlitz geführt sind» in einer Itbene. Hierbei können diese Schnitte sowohl β ehr fig zur Kolbenechse als euch perall t.1 zu ihr ν er Ieuf en.

Bei einer anderen Ausftihrtmgsf orm ergibt ei eh ein alt Überlappungen versehener Kolbenring dadurüfc, dass die von beiden ßeiten des Binges her biß in den Schlitz geführten Schnitte versetzt gegeneinander engeordnet elad.

Zur Aueführung des Erfinöungsverfahrene können euch in des Behlitz von einer f. ei te oder von beiden Seiten her zwei Schnitte geführt werden, so öaee ein Stück von der Schlitzlänge her-8usfeilt. Ein derartiges Kereussohneiden von Sttioken dee Kolbenringes ist sogar bei Benutzung der Erfindung für nach innen «pennende Binge notwendig.

In dem Falle, wenn von einer Seite dee Kolbenringes zwei Schnitte geführt sind, kann m zweckmässig eein, diese Schnitte mit den ladielkantea deβ Schlitzes zusammenfallen zu lassen. Hierdurch wird der Schlitz zu einer einseitigen Aussparung des Kolbenrinaee abgewandelt, in deren Bereioh der Gobnitt oder die bohnltte liegen, die von der enderen Seite hergeführt sind. In die einseitig offene Aussparung des Kolbenringes wird wiederum ähnlich dem geschlossenen Schlitz ein Paßstück eingelegt.

In der Zeichnung dienen die Figuren 1-5 zur Erläuterung der Erfindung; die Figuren 6-11 zeigen Au ε füh r un formen für

einen neeh eussen spannenden JColbeaylBg_s während flit Figuren 12 und 13 ein«» nach innen spannenden Bing darstellen.

Di# Figuren 1-3 verdeutlichen des bisher übliche Verfah ren zur Herstellung von Kolbenringen, aus dem überdrehten Ring 1 werden die Stellen 0, O₁ herausgefr&st (Fig. 1), sodann wird der Hing zusammengespennt (Figuren 2 und 5) und auf genaues Meß innen und außen abgedreht. De» äinepannen, Zentrieren und neuez liehe überdrehen des Eiagee erfordert beträchtlichen Arbeitsaufwand, in den Figuren 4 und 5 let in Stirn- und Seitenaneloht dae erfindungegemäße Verfahren in einem Beispiel veraneohau-Iioht· - Der auf genaues » gedrehte Eing wird mittels dee Scheibenfräser en einer stelle in halber Bingbreite mit einem vom Außenumf eng zum Innenumfang durchgehenden Schlitz 2 versehen. Öodenn wird der Bing von den Seitenflächen her an zwei gegeneinander versetzten Stellen bis in den Schlitz eingeschnitten (Schnitte 3). Der Schlitz 2 hat außen eine Sehnenlänge L₁ und innen eine Sehnenlänge X₁₃. Der Abetaad der radialen Schnitte 3 beträgt innen efaas weniger als L_g. Da nun bei dieser Hethode der King so eingeschnitten wurde, daB hierbei gleichzeitig die Überlappungen in der Weise entstanden eind, wie sie für den Hing im zusammengeschobenen Zustand sein müssen, so 1st der Ring nach wie vor außen und innen kreisrund geblieben und braucht daher weder außen noch innen zum zweiten fiele überdreht werden. Be ist mit dieser vereinfaohten Methode als© ein überlappter Ring erzielt worden, der ohne weitere Nacharbeit an der Außen- und Innenfläche in den Zylinder eingebaut werden kann und wobei eich die Überlappungen in einem euere lohenden Maße abdeoken. Bei weiterem Verschleiß dee Ringes erstrecken sich die Ringenden vermöge ihrer Elgenspannung

oder der cluroli thermische Behendiung zusätzlich verstärkten Spennung neon außenhin entsprechend nech. Bss Uberdeoken der Überlappungen ist euch hierbei noch in ausreichendem MeBe gesichert.

Ein so aufgeschnittener King, ebenso wie die nach Flg. 6 bis 11 geschnittenen Ringe würden beim Einsetzen in den Zylinder keine oder nur eine geringfügige Spannung aufweisen. Die Ringe werden daher zur Erzielung einer euereichenden Spannung mechanisch oder thersilsoh so behandelt, daß eine bleibende Durohmeßseränderung erreicht wird. Binge aus Bronze ο.dgl. kalt bearbeitbarem Material werden durch Kaxunern oder !Salzen ellenfall® mit itafNlfcHraRiPftsb®·© am Innen- bzw. AuBenumfang zum Elsffen gebrecht bzsu verengt, eo daß sie beim Einsetzen elestische

Spannung aufweisen. Ringe eue Fußeisen werden ellenfaile ebener «Wtf//

felle "fs oder nech Irtellung einer Vorspannung thermisch so behandelt, daß die Vorspennung eufgehoben wird und der Bing in der durch die Vorspannung erteilten Form bleibt, sc deB er bei« Iineetzen wieder die ursprüngliche genaue Kreisform aufweist und spannt.

Solche Ringe wären jedoch nicht dicht. M werden daher in den Schlitz zwei Faßetücke Ί und 5 aus ßronzebleoii o.dgl. eingesetzt und durch Nieten 6 befestigt. Die Paßstücke können en den äusseren Lnöen genau der Kreisform des Fräser» F entsprechend gerundet sein, für die meisten Fälle genügt es jedoch, ele nach der Strich-punktierten Sehne β schrög abzuschneiden.

Fig. 8 zeigt in Draufsicht die Trennstelle eines Ringes 1 durch einen schrägen Schnitt 3» wie er bei einfachen Kolbenringen üblich ist. Durch des in die durchgehende Fräsnut 7 eingesetzte und mit bieten € befestigte Paßstück 5 wird aber

hier eine vollwertige Afediefatung ersielt« Fig. 9 zeigt eine analog® Ausführung mit in der Acfesrichtung geführtem Trennsehnltt 3·

Die Fig. 10 und 11 zeigen Bim abgeänderte Atisfiiferung_a Eier ist ein Stück des Bingee bis zur beIben Mngbreite herausge ε Ghs It ten und. durch ein eingsnietetes Paßstück 7 ersetzt» Bss Stück kenn, wie bei O₁ äm Fig. 1„ herausgefr&st «erden. Is kenn sbtr- euch ein Sehlitz₅ wie bei den ?ig. 4 una 5 durofagefr&et werden und des Stück durch mmi sensiBl© Schnitte zum Herausfellen gebrecht werden. Der Sclilits wird so eIngefrtst_j, daß seine innere Flache in der Bingmitte liegt. In ungefähr der litt« der Augfrfesiing ist von der anderen Seite der radiale Schnitt geführt.

Alle Ausführungen heben neben der einscheren und billigeren Heratillung noch den Torteix_i, äeß an der uberlappungestelle, die den stärksten AnlaJ zum Tersohleiß a®. Ring und Zylinder gibt, «in besonders gut lauifäniges Eatsrial₉ z.B. Bronze el® Ainsatastück gewählt -»erdan kans. Tat hochwertige Kolbenringe Iat es b**k&nnt, iL r in&sumla ufende ^uten ir or* ze draht einzuwalzen, üolcie Blnge sind Jedooh teuer. .Dureh die erfindungegeaäßen IinsetastUcke utiyd die gute Laaffähigkeit an der Stells₈ to «ie besonders erforderlich, ohne Mehraufwand erreichte

Is gibt auch Hinge, die nicht nach außen spannend Sind₉ sondern nach innen zu, wobei der innere Umfang des Ringes genau auf X-ⁱSifiaaB bearbeitet und kreisrund »ein muß. Auch für solche Blnge₁ die für Kolbenstengen oder rotierende Wellen benutzt werden, ist des Verfehren sinngemäß anwendbar. in den bereite ge ε c hl it atesi Hing mtl ssen hier Jedoch die Mnschnitie anders

Wfolgen₉ eis bIsheiⁱ beschrieben. Äs müssen von jeder Seite her zw®! Einschnitte gemacht Werden_s so daß ein Ifingeres Sttiek von den ÜberIsppungsenflen bereusfSlit, ^obei Öle Blngenden sieh eber noch etwas überdecken müssen. Dieses ergibt denn die Anfangs ε te llung des fertigen Kolbenringe-© im eingebauten Zustand auf der £611e oder Stance. Der Ring hot also somit Jetzt die Kögliehkeit, sich zu verengen. Um die hierzu erforderliche, nao innen wirkende Spannkraft zu erzeugen, ist ee notwendig, den Ring vor dex thermirehen Behendlung zu verengen und in dieser Stellung zu fixieren, oder der Ring wird mechanisch behandelt. De der Ring beim Einbeu euf die Welle bzw. Kolbenstenge nun aber so weit gespreizt wird, wie er sich in der Anfengsform befand;, so erhält er nunmehr die Tendenz, sich nach innen je nach "Verschleiß en der Seile bzw. Stenge zu verengen.

In den Fig. 12 und 13 iet ein neoh innen spannender Bing in Badialansioht dargestellt. Der Schütz 2 wird in gleicher '/«eise, wie früher beschrieben, eingefräst. Sodann werden von beiden Selten gegeneinander versetzt je zwei Schnitt© 12, 13 und 12% 13* geführt, so daß die dazwischenliegenden Stücke herausfallen. Kun wird der Ring durch mechanische und thermische Behandlung so verengt, daß er beim Aufziehen euf die Stange oder Ielle die volle elastische Spannung erhält. Schließllol werden die Füllstücke 4 und 5 rulttels Nieten 6 eingesetzt.

Fig. 13 zeigt den fertigen Ring mit den Füllstüeken, wenn er in unabgen Jtztem Zustand auf der Stange oder Welle sitzt. Im Gegensatz zu de® nach außen eparmenden Ring, Fig. 7, wird die Uberdeokung an Aen Schnittfugen 12 und IJ' mit der Abnutzung der Ringbohrung immer größer.

Auch die anfänglich kuxse Uberdeekung der beiden Überleppungeenden gewährt trotzdem eine einwandfreie Abdichtung,
äs die freie Beriifcxuagsrifeohe dee eingenieteten Fülletüekee 5 sit der gegenüberliegenden Zunge des anderen Hingendes vollkommen glatt Iat_s «as euch bei den Innenflächen dee Sehlitaes 2 {Fig_e 12} a©x Fall ist. Außerdem ist die Sclilitsbrtite an
beiden Mngdnden mit der Breite der füllstück© 4 und 5 leicht genau Übereinstissaenfi auszuführen, so daß beide Breiten einander vollkommen entsprechen und sich die Innenflächen der beiderseitigen ÜberIeppungen tuf ? engt-te berühren. Das erfißöusgsgemäße Verfehren eis'iSgliet t eine weit ^cnauere Feasuag ale des in Fig. 1 und S ^ersaecha oll ch te, bei »elon©» die genaue Binneltung der Tiafe der Sinfresungsn Q und schwierig und somit unzuverlässig ist.

Claims (1)

1. 23·6.5ο·

   Τ, Iargereieagtr₈ 8§®

   Pstc a tans ρ τ ü ο fe ©

   I_e Yerfehren zum Herstellen von ηsch süssen oder laaea spannen« den Xolbenrinsea, daduroh gekea» ze 1 ohae t, dass die Ausgangewerkstoffe zur Herstellung der Kolbenringe mit kreisrunden üuseeren bzw« inneres Uafangsfliehen mit einem Ansseatorfifi«» messer bzw. Innendurchmesser versehen werten, der dem Durohmesser des fertigen Singes ©-Rtepifient_i dese in dem Bing in etwa halber Singbreite ein von aussen naeh innen durchgehender Schlitz ausgearbeitet Ifiri_i dass der Ring quer zur KchlitzfXäche aufgeschnitten wird und anschliessend eine mechanische oder thermische Behandlung zur Erteilung einer naoh aussen oder innen wirkenden Spreizkraft (Spannung) erhält, wobei vor oder nach diesem lttatea Arbeittgamg der Schlitz durch Einsetzen eines der Sehlitzhöhe enteprsehenden Paßstückes oder aroele? derartiger Paßstücke aus get lauffähigem Material wieder auegefüXlt wird.

   3. Kaeh Ansprueh 1 hergestellter Kolbenriag mit einem in etwa halber Hingbreite angeordneten Schlitz, der durch eine oder mehrere Passtileke ausgefüllt und in dessen Bereioh der Bing aufgeschnitten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die von beiden Selten des Ringes her bis in den Schlitz geführten Schnitte in einer Sbene liegen.

   3. Keoh Anspruch 1 hergestellter Kolbenring aiit einem in etwa halbes Biagbreite angeordneten Sohlita, fter durch eine oder mehrere Paßstücke euegefüllt und in dessen Befeieh der Bing

   aufgeschnitten ist, dadurch gekennzeichnet, übb® die von beiden Seiten des liagtf her bis in &mn Selilite geführten Schnitte versetzt gegeneinander angeordnet sind.

   4. Kolbenring nach Anspruch 2 wä 3₈ dadurch gekennzeichnet, dass in den Schlitz von einer Seite oder von Istiien Seiten her zviei Schnitt© derart geführt Sincl₉ das© ©in Stück fies Kolbenringee herausfällt.

   5. Kolbenring nach Anspruch #₉ hai dem von einer Seit« her zwei Schnitte geführt eind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schnitte mit den Redielkenten des Sehlitzee zusammenfallen, der dadurch m einer ©inseitigen Aussparung abgewandelt wird, in deren Bereich der Schnitt oder die Schnitt® liegen, die ▼on te enderea Seite her geführt 3lad®

   6. Kolbenring nach Anspruch 2 - 3s dadurch g«'k©SiiiztictiRei_i» das* das FaBstiIck oder die Paßetöoke zum Ausfüllen des Sohlltzea ait i«s Kolbenring fest, insbesondere durch Ternietung_s verbunden sind. «