Eisenmetallkolben mit Kolbenring Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben mit wenigstens einem in einer Umfangsnute liegen den Kolbenring. Um den Verschleiss insbesondere an Dieselmotoren herabzumindern, sind Chromlegie# rungseinsätze und Chroraüberzüge auf gewissen Flä chen vorgeschlagen worden, und zwar auf der Kopf seite des Zylinders, auf der auswechselbaren Zylin derbüchse, auf & r Aussenfl#äche der Kolbenringe und sogar auf den Seitenflächen der Kolbenringe.
Die genannten konstruktiven Lösungsversuche waren insofern unbefriedigend, als dabei dir Ring nuten ziemlich stark abgenützt wurden,<B>-</B> besonders auf derjenigen Seitenfläche, auf welche der Druck infolge der Explosionen im Zylinder wirkt. Eine solche Abnützung vergrössert das seitliche Spiel zwi schen dem Ring und, der Nute und verursacht häufig Kolbenringbrüche, was Leitungsverlust, Riefigwerden der Zylinderwände und ähnliches zur Folge hat.
Gemäss der Erfindung ist wenigstens eine deer Seitenflächen der Nute mit einem Hartbelag versehen. Dieser Belag soll vorzugsweise keine nachfolgende Wärmebehandlung des Kolbens benötigen, wie es bei gewissen aufgesprühten Hartbelägen der Fall ist.
In der beiliegende-n Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des. Erfindungsgegenstandes in stark vergrössertem Mass#stab im vertikalen. Schnitt dar- gestell#t.
In der Zeichnung bezeichnet<B>10</B> den, Kolbenkör per, der aus einem Eisenmetall besteht und eine zylin drische Umfangsfläche<B>11</B> und zwei Umfangsnuten 12 aufweist, in welcher<B>je</B> ein federnder Kolbenring<B>13</B> liegt.<B>Jede</B> Nute 12 besitzt die bekannten parallelen Seitenflächen 14 und<B>15</B> und eine Bodenfläche<B>16.</B> Die obere Seitenfläche 14 jeder Nute ist die dem Kol benkopf<B>17</B> am nächsten gelegene.
Die Ringe<B>13</B> dichten in bekannter Art den, ring- förnilgen Raum zwischen, der Kolbenfläche<B>11</B> und der Zyl#inderbohrung <B>18</B> des Motorblockes<B>19</B> ab. Zur Verschleissminderung ist nun ein elektrolytisch aufgetragener Chrombelag 20 mindestens auf der unteren Seitenfläche<B>15</B> einer oder beider Ringnuten 12 vorgesehen. Im vorliegenden, Beispiel weist die obere Nute 12 diesen Hartbelag nur auf der unteren Seitenfläche<B>15</B> auf, während die untere Nute den Harübelag 20 auf beiden Seitenflächen 14 und<B>15</B> aufweist.
Die Dicke des Chrombelages 20 ist am Endteil der Nute reduziert, damit durch den normalen Ver schleiss des Belages, hervorgerufen durch die, Reibung des Kolbenringes<B>13,</B> keine Gräte, entstehen, die mög licherweise einen. Ringbruch verursachen könnten.
Im weiteren ist die äussere Kante des Chrom belages 20 abgeschrägt oder gebrochen, damit, bei Verwendung des Kolbens in einem Verbrennungs motor mit verchromter Zylinderbohrung, keine direkte Berührung der Chrombeläge der Nute und der Zylinderbohrung auftreten kann.
Der Hartbelag 20 hat eine Dicke von<B>0,075</B> bis <B>0,25</B> mm.<B>Ob</B> die Bodenfläche<B>16</B> der Nute 12 einen solchen Belag aufweist oder nicht, ist nicht wesent lich.
Die Materialzusammensetzung der Kolbenringe kann in weiten Grenzen variieren-, wie auch ein Hart belag des Ring-es vorhanden sein kann oder nicht. Zum Beispiel kann der Ring<B>13</B> aus, gewöhnlichem, hartem Gusseisen o6er Stahl bestehen-, oder er kann Legierungszusätze, wie z. B.
Nickel oder Chrom oder einen harten Belag aus keramischern, Material" auf- wüsen, um den Ring korrosionsbeständig und ab- reibfest zu machen-. Die Härte der Lauffläche. soll-te über 40 Rockwellgrad sein" was durch eine geeignet,- Materialzusammensetzung und nachfolgender Ver gütung erreicht wird. Ein Hauptvorteil des beschriebenen Kolbens liegt in der Tatsache, dass der Chrombelag 20 sich auf dem Kolben-körper befindet und nicht auf dem Ring.
Es ist herausgefunden worden, dass der harte und spröde Chromüberzug auf den Ringen ihre Elastizität beeinträchtigt, so dass sie nicht zur Montage auf den Kolben ausgeweitet und darübergestülpt werden kön nen, da sie sonst zerbrechen. Selbst wenn es gelingt, einen solchen Ring zu montieren, ist seine Lebens dauer bei den stark beanspruchten Dieselmotoren ge wöhnlich kurz.
Zudem kann der Chrombelag 20 dazu verwendet sein, um abgenutzten Ringnuten wieder ihre urspräng- lichen Abmessungen und Oberflächengüte zurück zugeben. Auch kann ein solcher Belag<B>beim</B> Betrieb nicht lose werden, noch den Wärmeübergang vom Kolben zu den Ringen und daher zu den Zylinder wänden behindern, wie es bei losen, nicht mit dem Kolben verbundenen Metalleinsätzen. der Fall, ist. Zu dem verringert er nicht wesentlich die Breite der Nuten 12, in welche der Kolben#ring <B>13</B> hineinpassen muss, so dass der nutzbare Querschnitt und damit die ,keit des Ringes nicht verkleinert wird.
Festig Die Herstellung des Chrornüberzuges, geht nach einem elektrolytischen, Metallisierungsverfahren. Es kann nötig sein, Grundierungsbeläge aus Kupfer, Nitkel oder Nichteisenmetallen aufzutragen, um die Haftung des harten, glatten oder porösen Chrom belages zu erhöhen.
Ferrous metal piston with piston ring The present invention relates to a piston with at least one piston ring lying in a circumferential groove. In order to reduce wear, especially on diesel engines, chrome alloy inserts and chrome coatings have been proposed on certain surfaces, namely on the head side of the cylinder, on the exchangeable cylinder liner, on the outer surface of the piston rings and even on the side surfaces of the Piston rings.
The above-mentioned attempted constructive solutions were unsatisfactory in that the ring grooves were worn quite heavily, <B> - </B> especially on the side surface on which the pressure as a result of the explosions in the cylinder acts. Such wear increases the lateral play between the ring and the groove and often causes the piston ring to break, which leads to loss of line, scoring of the cylinder walls and the like.
According to the invention, at least one of the side surfaces of the groove is provided with a hard coating. This coating should preferably not require any subsequent heat treatment of the piston, as is the case with certain sprayed-on hard coatings.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown on a greatly enlarged scale in the vertical. Section shown # t.
In the drawing, <B> 10 </B> designates the piston body, which consists of a ferrous metal and has a cylindrical circumferential surface 11 and two circumferential grooves 12 in which each > a resilient piston ring <B> 13 </B> lies. <B> Each </B> groove 12 has the known parallel side surfaces 14 and <B> 15 </B> and a bottom surface <B> 16. </ B > The upper side surface 14 of each groove is the one closest to the piston head <B> 17 </B>.
The rings <B> 13 </B> seal the ring-shaped space between the piston surface <B> 11 </B> and the cylinder bore <B> 18 </B> of the engine block <B> in a known manner 19 </B>. To reduce wear, an electrolytically applied chrome coating 20 is now provided at least on the lower side surface 15 of one or both annular grooves 12. In the present example, the upper groove 12 has this hard covering only on the lower side surface 15, while the lower groove has the hard covering 20 on both side surfaces 14 and 15.
The thickness of the chrome coating 20 is reduced at the end part of the groove so that the normal wear of the lining caused by the friction of the piston ring <B> 13 </B> does not result in burrs that possibly cause a. Ring breakage.
In addition, the outer edge of the chrome lining 20 is beveled or broken so that when the piston is used in an internal combustion engine with a chrome-plated cylinder bore, no direct contact with the chrome linings of the groove and the cylinder bore can occur.
The hard covering 20 has a thickness of <B> 0.075 </B> to <B> 0.25 </B> mm. <B> Whether </B> the bottom surface <B> 16 </B> of the groove 12 is one has such a coating or not is not essential.
The material composition of the piston rings can vary within wide limits - as well as a hard coating on the ring - it may or may not be present. For example, the ring 13 can consist of ordinary, hard cast iron or steel, or it can contain alloy additives, such as e.g. B.
Nickel or chromium or a hard coating made of ceramic "material" to make the ring corrosion-resistant and abrasion-resistant. The hardness of the running surface. Should be over 40 Rockwell degrees "which is due to a suitable material composition and subsequent Remuneration is achieved. A main advantage of the piston described lies in the fact that the chrome coating 20 is on the piston body and not on the ring.
It has been found that the hard and brittle chrome coating on the rings impairs their elasticity so that they cannot be expanded and slipped over for assembly on the piston, or they will break. Even if it is possible to fit such a ring, its service life in the heavily used diesel engines is usually short.
In addition, the chrome coating 20 can be used to restore worn annular grooves to their original dimensions and surface quality. Such a lining cannot become loose during operation, nor can it hinder the heat transfer from the piston to the rings and therefore to the cylinder walls, as is the case with loose metal inserts that are not connected to the piston. the case is. In addition, it does not significantly reduce the width of the grooves 12 into which the piston ring 13 has to fit, so that the usable cross-section and thus the speed of the ring are not reduced.
Solid The production of the chrome coating is based on an electrolytic, metallization process. It may be necessary to apply primer coatings made of copper, nickel or non-ferrous metals in order to increase the adhesion of the hard, smooth or porous chrome coating.