ITMI960900A1

ITMI960900A1 - ELASTIC BAND OF CAST IRON

Info

Publication number: ITMI960900A1
Application number: IT96MI000900A
Authority: IT
Inventors: Hans-Albert Michel
Original assignee: Ae Goetze Gmbh
Priority date: 1995-07-01
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1997-11-07
Also published as: FR2736095A1; FR2736095B1; GB2302930B; IT1282564B1; DE19524066C2; GB2302930A; DE19524066A1; ITMI960900A0; GB9613665D0

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo Description of the patent for industrial invention having as title

"Fascia elastica di ghisa" "Cast iron piston ring"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda una fascia elastica di ghisa con rientranze ricavate per lavorazione nella superficie di scorrimento. The present invention relates to an elastic band of cast iron with recesses obtained by machining in the sliding surface.

Le fasce elastiche, che servono per far tenuta nelle camere di combustione dei motori a combustione interna, devono presentare un'elevata robustezza o rispettivamente resistenza all'abrasione in modo tale che esse non si usurino troppo presto. In aggiunta, tali fasce elastiche sono esposte ad elevati carichi termici. E' già noto di incorporare, in fasce elastiche di ghisa, rientranze nelle superfici di scorrimento. In queste rientranze sono stati incorporati lubrificanti. La domanda di brevetto tedesco pubblicata senza esame DE OS 1.904.734 divulga una fascia elastica nella quale le rientranze sono formate mediante incisione chimica di lamelle di grafite. E' anche nota l'applicazione di strati di cromo con un reticolo di screpolature finemente suddivise come strato di scorrimento sulla superficie di scorrimento. Lo strato di cromo possiede una durezza elevata e pertanto è in grado di allungare la vita della fascia elastica. Lo svantaggio di queste costruzioni consiste da una parte dal fatto che le rientranze non sono adatte come serbatoio di lubrificante a lungo termine, e dall'altra parte l'applicazione di materiali resistenti all'usura ha conseguenze svantaggiose nel processo di produzione perchè si presentano in parte, durante l'impiego, effetti inquinanti per l'ambiente. The piston rings, which are used to seal the combustion chambers of internal combustion engines, must have a high strength or respectively resistance to abrasion so that they do not wear out too soon. In addition, these elastic bands are exposed to high thermal loads. It is already known to incorporate, in cast iron piston rings, recesses in the sliding surfaces. Lubricants have been incorporated into these recesses. The German patent application published without examination DE OS 1.904.734 discloses an elastic band in which the recesses are formed by chemical etching of graphite plates. The application of chromium layers with a finely divided crack lattice as a sliding layer on the sliding surface is also known. The chromium layer has a high hardness and therefore is able to extend the life of the piston ring. The disadvantage of these constructions consists on the one hand that the recesses are not suitable as a long-term lubricant reservoir, and on the other hand the application of wear resistant materials has disadvantageous consequences in the production process because they occur in part, during use, polluting effects on the environment.

Alla base della presente invenzione vi è il compito di migliorare una fascia elastica di questo genere dal punto di vista della fabbricazione, dove contemporaneamente si cerca di ottenere un comportamento funzionale ottimale. The present invention is based on the task of improving an elastic band of this kind from the manufacturing point of view, where at the same time an attempt is made to obtain optimal functional behavior.

Questo compito viene assolto conformemente all'invenzione mediante il fatto che le rientranze sono prodotte mediante deformazione a freddo del materiale di ghisa in modo tale che sulla superficie di scorrimento vengano formate delle singole superfici rialzate disuniformi. Mediante la deformazione a freddo, si verifica un addensamento del materiale con la conseguenza che la durezza in questa regione diventa più elevata. In questo modo non è ora più necessario applicare strati aggiuntivi resistenti all'usura sulla superficie di scorrimento. Per di più tra dette superficisi forma un labirinto disordinato che contribuisce al miglioramento dei comportamenti di lubrificazione. L'olio che aderisce nelle rientranze scorre sulle superfici rialzate ed in questo modo contribuisce al raffreddamento. This task is accomplished according to the invention by means of the fact that the recesses are produced by cold deformation of the cast iron material in such a way that individual, non-uniform raised surfaces are formed on the sliding surface. Through cold deformation, thickening of the material occurs with the consequence that the hardness in this region becomes higher. This eliminates the need to apply additional wear-resistant layers to the sliding surface. Furthermore, a disordered labyrinth forms between said surfaces which contributes to the improvement of lubrication behaviors. The oil that adheres in the recesses flows on the raised surfaces and in this way contributes to the cooling.

Preferenzialmente le rientranze sono formate mediante impressione di particelle di forma sferica. A seconda del caso di impiego, può essere necessaria una determinata ruvidità. Nei motori a ciclo Otto, la ruvidità dovrebbe risultare più scarsa che nei motori Diesel. In particolare la ruvidità dovrebbe essere compresa in un intervallo tra 3 e 15 μm. Preferably, the recesses are formed by impressing spherical particles. Depending on the application, a certain roughness may be required. In Otto cycle engines, the roughness should be lower than in Diesel engines. In particular, the roughness should be between 3 and 15 μm.

L'invenzione viene rappresentata sulla base di un esempio di esecuzione nel disegno ed è illustrata con maggior precisione nel seguito. The invention is represented on the basis of an exemplary embodiment in the drawing and is illustrated with greater precision in the following.

Nelle figure: In the figures:

Figura 1 mostra una vista di una fascia elastica conforme all'invenzione Figura 2 mostra un ingrandimento di un dettaglio conforme alla vista II della figura 1 Figure 1 shows a view of an elastic band according to the invention Figure 2 shows an enlargement of a detail according to view II of Figure 1

Figura 3 mostra una vista secondo la linea di sezione II-II della figura 2. In figura 1 è rappresentata in una vista in prospettiva una fascia elastica fessurata per motori a combustione interna. La fascia elastica è costituita da ghisa grigia. Le superfici rialzate (3) (figure 2,3) formate sulla superficie di scorrimento (2) mediante deformazione a freddo permettono, a motivo della loro durezza, di fare a meno di strati aggiuntivi resistenti all'usura, prodotti con elevata intensità di costi, sulla superficie di scorrimento. Le superfici (3) si formano per addensamento del materiale di ghisa sulla superficie di scorrimento (2) in quanto particelle sferiche vengono premute nella superficie di scorrimento (2) ed in questo modo producono rientranze (4). All'impressione delle particelle, si forma un labirinto disordinato con superfici a piattaforma (3) disuniformi che sono in grado di accumulare una pellicola di olio che protegge la superficie di scorrimento (2) da una usura indesiderabilmente elevata mediante raffreddamento e lubrificazione. Figure 3 shows a view along the section line II-II of Figure 2. Figure 1 shows a slotted elastic band for internal combustion engines in a perspective view. The piston ring consists of gray cast iron. The raised surfaces (3) (figures 2,3) formed on the sliding surface (2) by cold deformation allow, due to their hardness, to do without additional wear-resistant layers, produced with high cost intensity , on the sliding surface. The surfaces (3) are formed by thickening of the cast iron material on the sliding surface (2) as spherical particles are pressed into the sliding surface (2) and in this way produce recesses (4). Upon impression of the particles, a disordered labyrinth is formed with uneven platform surfaces (3) which are capable of accumulating an oil film which protects the sliding surface (2) from undesirably high wear by cooling and lubrication.

Claims

CLAIMS 1. Piston ring made of cast iron with machined recesses in the sliding surface characterized in that the recesses (4) are produced by cold deformation of the cast iron material in such a way that individual raised surfaces are formed on the sliding surface (2) (3) non-uniform.

2. Elastic band according to claim 1 characterized in that the recesses (4) are formed by impressing spherical particles.

3. Piston ring according to claims 1 and 2, characterized in that the roughness of the sliding surface (2) is between 3 and 15 μm.