DE1627782C - Process for making elastic see wiper rings - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von elastischen Abstreifringen, vorzugsweise Kolbenringen, mit U-förmigem Querschnitt, durch Ausstanzen von mit Schlitzen versehenen, durch Querstege verbundene Randabschnitte aufweisenden Streifen aus gewalztem Federstahl, Biegen der Streifen um die Längsachse zu einem U-Profil, Biegen der U-förmigen Streifen in Ringform mit den Schenkeln nach außen. Aufweiten der Ringe und Wärmebehandeln der Ringe.The invention relates to a method for producing elastic wiper rings, preferably piston rings, with a U-shaped cross-section, by punching out slots provided with transverse webs strips of rolled spring steel having connected edge sections, bending the strips over the longitudinal axis into a U-profile, bending the U-shaped strips in a ring shape with the legs after Outside. Expansion of the rings and heat treatment of the rings.

Eine viel benutzte Ausführungsform von Kolbenringen besitzt durch Querstege verbundene Randabschnittc und ist von U-förmigem Querschnitt, wobei die Schenkel des U in radialer Richtung nach außen weisen. Solche Kolbenringe sind bekannt aus den USA.-Patentschriften2311727, 2311728, 2311729, 2311730, 2311731, 2346204, 2346898, 2591190, 668 131, 2 694 659 und 2 697 865.A widely used embodiment of piston rings has edge portions c connected by transverse webs and is of U-shaped cross-section, with the legs of the U in the radial direction outward point. Such piston rings are known from the USA patents 2311727, 2311728, 2311729, 2311730, 2311731, 2346204, 2346898, 2591190, 668 131, 2 694 659 and 2 697 865.

Die in diesen Patentschriften beschriebenen Verfahren zum Herstellen solcher Kolbenringe sind unterschiedlich, können jedoch auf die folgenden grundlegenden Verfahrensschritte zurückgeführt werden: . 'The methods described in these patents for producing such piston rings are different, however, can be traced back to the following basic procedural steps: . '

Aus einem als Ausgangsmaterial verwendeten Stahlband wird die gewünschte Form des Kolbenring-Zuschnitts ausgestanzt und in die gewünschte U-Form und anschließend in die Ringform mit dem kleinstmöglichen Außendurchmesser gebogen. Anschließend werden die Ringe dann aufgeweitet und einer Wärmebehandlung unterzogenj wobei· sie im aufgeweiteten Zustand gehärtet werden. Sie sind dann elastisch und können entgegen der Federkraft wieder in die Form mit dem kleinsten Durchmesser zusammengedrückt werden, so daß sie im eingebauten Zustandunter Federkraft gegen die Zylinderwand anliegen.The desired shape of the piston ring blank is made from a steel strip used as the starting material punched out and into the desired U-shape and then into the ring shape with the smallest possible Curved outer diameter. Then the rings are then expanded and one Subjected to heat treatment in which · they in the expanded State to be hardened. They are then elastic and can go back in against the force of the spring the mold with the smallest diameter are compressed so that they are underneath when installed Spring force against the cylinder wall.

Das Umbiegen in die gewünschte Ringform geschieht durch Walzen (USA.-Patentschrift 2 697 865), Umbiegen einzelner Glieder (USA.-Patentschrift 2 591 190) oder in einer Presse (USA.-Patentschrift 2 346 204). Dabei werden jedoch immer nur Kräfte ausgeübt, die ausreichen, um die ge-' wünschte Änderung der Form des Bleches herbeizuführen. The bending into the desired ring shape is done by rolling (USA.Patent 2,697,865), bending over individual links (U.S. Patent 2,591,190) or in a press (U.S. Patent 2,591,190) 2,346,204). In doing so, however, only forces are exerted that are sufficient to desired change in the shape of the sheet.

Die genannten bekannten Verfahren liefern Kolbenringe der gewünschten Form, die jedoch einer nachträglichen Feinbearbeitung durch Schleifen bedürfen. Gemäß dem Verfahren der USA.-Patentschrift 2 697 865 werden z. B. die Außenflächen des Kolbenringes, die später auf der Zylinderwand laufen sollen, mit einer Schleifscheibe bearbeitet. Wichtig für die öldurchlässigkeit der Abstreifringe sind die Schlitze zwischen den Randabschnitten. Um hier eine bessere Abdichtung zu erzielen, wird nach der USA.-Patentschrift 2 591 190 ein Verfahrensschritt vorgesehen, der durch Aufweiten zunächst schlitzförmiger Durchbrüche in den Stegen des Kolbenringes eine Deformation der Stege bewirkt, die zum Schließen dieser Schlitze führt. Allerdings sind auch hier die Schlitze nicht vollständig geschlossen. .The known methods mentioned provide piston rings of the desired shape, but one require subsequent fine-tuning by grinding. According to the method of the United States patent 2,697,865 are e.g. B. the outer surfaces of the piston ring, which later run on the cylinder wall should be processed with a grinding wheel. They are important for the oil permeability of the scraper rings Slits between the edge sections. In order to achieve a better seal here, according to the USA patent 2 591 190 a process step is provided, which is initially slit-shaped by widening Breakthroughs in the webs of the piston ring causes deformation of the webs, which leads to the closing this slots leads. However, here too the slots are not completely closed. .

Bei allen nach den bekannten Verfahren hergestellten Kolbenringen sind die Schlitze zwischen denIn all piston rings produced by the known method, the slots are between the

. Randabschnitten breit und meist keilförmig und können beim Zusammendrücken des fertigen Kolbenringes nicht vollständig geschlossen werden. Es ist also. Edge sections wide and usually wedge-shaped and can are not completely closed when the finished piston ring is compressed. So it is

■ immer eine Mindestdurchlaßöffnung für öl vorhanden, die die Wirkung der Kolbenringe als ölabstreif- ■ ringe beeinträchtigt.■ there is always a minimum passage opening for oil, which impair the effect of the piston rings as oil control rings.

Dieser Nachteil der Kolbenringe kann mit den bekannten Verfahren nicht beseitigt werden, da die sich in den- Schlitzen gegenüberliegenden Flächen auf Grund der kleinen Abmessungen dieser Schlitze nicht bearbeitet werden können. Die in den Schlitzen sich gegenüberliegenden Flächen sind daher meist unregelmäßig geformt und passen daher auch dann nicht gut dichtend aufeinander, wenn die Kolbenringe so hergestellt sind, daß im eingebauten Zustand.die Schlitze zusammengedrückt werden.This disadvantage of the piston rings can not be eliminated with the known method, since the not in the surfaces opposite the slots due to the small dimensions of these slots can be edited. The surfaces opposite one another in the slots are therefore mostly irregular shaped and therefore do not fit together well, even if the piston rings do so are made so that when installed the slots are compressed.

Die als Ausgangsmaterial verwendeten gewalzten Stahlbänder besitzen Walztoleranzen in der Größenordnung von ± 0.-025 mm. Daraus ergeben sich nach Umbiegen in die U-Form Toleranzen in der Höhe der Kolbenringe von ±0,05 ,mm, während die geforderten Toleranzen für Kolbenringe bei 0,015 mm liegen. Außerdem weisen die nach den bekannten Verfahren gefertigten Kolbenringe Oberflächenrauhigkeiten auf, die beim Umbiegen und Ausstanzen durch die Formwerkzeuge hervorgerufen werden und bei solchen Verfahren unvermeidbar sind.
Die Höhe der Kolbenringe ist wichtig für ihre Lauf-The rolled steel strips used as the starting material have rolling tolerances of the order of ± 0.-025 mm. After bending into the U-shape, this results in tolerances in the height of the piston rings of ± 0.05 mm, while the required tolerances for piston rings are 0.015 mm. In addition, the piston rings produced according to the known methods have surface roughness which is caused by the forming tools when bending and punching out and which are unavoidable in such methods.
The height of the piston rings is important for their running

eigenschaften in der Kolbennut, während die Außenflächen, die auf der Zylinderlaufbahn aufliegen sollen, aus Gründen der Dichtigkeit und des Verschleißes'sehr genau gearbeitet sein müssen.properties in the piston groove, while the outer surfaces, which should rest on the cylinder liner, for reasons of tightness and wear and tear must be worked precisely.

Bei den bekannten Verfahren, die das Blech durch Umbiegen formen, läßt sich eine ausreichende Herstellungsgenauigkeit nicht erreichen. Erst durch nachfolgendes Schleifen kann die gewünschte Genauigkeit und Oberflächengüte erreicht werden, wobei allerdings Schleifspuren und eventuell Rattermarken wiederum zu Fehlern führen. Außerdem sind zum Schleifen mehrere Arbeitsgänge notwendig, da der Kolbenring von beiden Seiten und am Umfang geschliffen werden muß.In the known methods which shape the sheet metal by bending it, a sufficient manufacturing accuracy can be achieved not reach. The desired accuracy can only be achieved through subsequent grinding and surface quality can be achieved, although grinding marks and possibly chatter marks in turn lead to errors. In addition, several operations are necessary for grinding because the Piston ring must be ground on both sides and on the circumference.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die in Ringform gebogenen Streifen in die endgültige KoI-benringform innerhalb der geforderten Toleranzen zu bringen und eine hochgenaue Oberflächenausführung zu erzielen. Insbesondere sollen dabei auch die Schlitze so ausgebildet werden, daß sie im zusammengedrückten Zustand völlig dicht schließen und kein Öl durchlassen.The object of the invention is to convert the strips, which are bent in the form of a ring, into the final KoI-benringform to bring within the required tolerances and a high-precision surface finish to achieve. In particular, the slots should also be designed so that they are compressed in the Close completely tightly and do not let any oil through.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Aufweiten des Rings durch spanloses Verformen bei das Metall zum Fließen bringenden Drücken die Schenkel der Randabschnitte auf den endgültigen Abstand und die die Schlitze bildenden, sich gegenüberliegenden Flächen der benachbarten Randabschnitte in die endgültige Gestalt gebracht werden.According to the invention, this object is achieved in that prior to the expansion of the ring by non-cutting Deform the legs of the edge sections on the press that brings the metal to flow final distance and the opposing surfaces of the adjacent ones forming the slots Edge sections are brought into the final shape.

Mit der Erfindung wird an Stelle der Bearbeitungsvorgänge durch Schleifen ein Bearbeitungsvorgang durch Kaltverformung gesetzt. In einer Hochdruckpresse wird der in Ringform gebogene Streifen unter das Material zum Fließen bringenden Drücken verformt. Dabei fließt das Material des Rings gegen die hochgenauen Flächen des Formwerkzeuges. Die Oberflächen des Kolbenrings werden dadurch sehr genau. Die in den Schlitzen sich gegenüberliegenden Flächen werden zwar nicht durch das Formwerkzeug geformt, werden jedoch bei der Kaltverformung so gegeneinander gepreßt, daß sie mikroskopisch genaue Abdrücke voneinander bilden. Die Flächen passen so gut aufeinander, daß die Schlitze später jederzeit durch Zusammendrücken des Rings, beispielsweise beim Einbau in den Zylinder, geschlossen oder auf einen beliebig kleinen Abstand gebracht werden können. Hierdurch ergibt sich mit diesen Ringen ein sehr niedriger Ölverbrauch.With the invention, instead of the machining operations by grinding, there is a machining operation set by cold deformation. In a high-pressure press, the strip, which is bent into a ring, is placed under the material is deformed by pressure causing it to flow. The material of the ring flows against the high-precision surfaces of the molding tool. The surfaces of the piston ring become very large as a result I agree. The opposing surfaces in the slots are not affected by the molding tool formed, but are pressed against each other during cold forming in such a way that they are microscopically accurate Make prints of each other. The surfaces fit together so well that the slots can be opened anytime later by compressing the ring, for example when installing it in the cylinder, closed or open any small distance can be brought. This results in a very with these rings low oil consumption.

Das das Material auf jeden Fall gegen die Negativflächen des Formwerkzeugs gedruckt wird, werden die durch dieses bestimmten Abmessungen mit hoher Genauigkeit erhalten. Die Maßtoleranzen für fertige Kolbenringe können daher mit Leichtigkeit eingehalten werden. Ein nachträgliches Beschleifen der Ringe, um sie auf ihre endgültige Abmessungen zu bringen, entfällt, weil die beim Fließen gegen die Oberflächen des Formwerkzeuges gebildeten glatten Oberflächen nachträglich nicht mehr bearbeitet werden müssen.That the material definitely against the negative surfaces of the molding tool is printed, the dimensions determined by this become high Get accuracy. The dimensional tolerances for finished piston rings can therefore be met with ease will. Subsequent grinding of the rings to their final dimensions bring, omitted because the smooth formed when flowing against the surfaces of the mold Surfaces no longer have to be processed afterwards.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kolbenringe sind auf ihre Abstreif- und Dichtungswirkung untersucht worden. Bei einem Luftdruck von 0,3 kg/cm² ergab sich eine Menge ausgeströmter Luft von 50 bis 150 Liter pro Stunde. Bei nach den bekannten Verfahren hergestellten Kolbenringen ergaben sich Verluste von 300 bis 600 Liter pro Stunde.Piston rings produced by the method according to the invention have been examined for their wiping and sealing effect. At an air pressure of 0.3 kg / cm ² , the amount of air flowed out was 50 to 150 liters per hour. Piston rings produced according to the known processes resulted in losses of 300 to 600 liters per hour.

Das Formwerkzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiest einen ebenen Tisch, einen über diesem angeordneten Hammer und zwischen deren parallelen Flächen einen inneren Ring und außenliegende, nach innen drückbare Stempel auf. Es ist vorteilhaft dadurch gekennzeichnet, daß der von den an die radial außen befindlichen Flächen des Rings anliegenden Flächen der nach innen gedrückten Stempel gebildete Durchmesser annähernd ίο dem Innendurchmesser des Zylinders entspricht, in dem der Ring später laufen soll. Der Kolbenring hat daher im Betriebszustand nach Einbau in den Zylinder eines Motors denselben Durchmesser, mit dem er in der Presse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt ist. Bei diesem Durchmesser des Rings sind die Schlitze geschlossen, so daß durch diese keine Ölverluste auftreten.The molding tool for carrying out the method according to the invention has a flat table, a hammer arranged above it and an inner ring between its parallel surfaces and external stamps that can be pressed inwards. It is advantageously characterized in that of the surfaces of the inwardly pressed surfaces in contact with the radially outer surfaces of the ring The diameter of the punch is approximately ίο the same as the inside diameter of the cylinder, in that the ring should run later. The piston ring therefore has in the operating state after installation in the cylinder of a motor the same diameter with which it is in the press according to the method according to the invention is made. At this diameter of the ring, the slots are closed, so that through this no oil losses occur.

Vorteilhaft ist das Formwerkzeug ferner dadurch gekennzeichnet, daß in den die Innenflächen der Randabschnitte formenden Flächen der Stempel radiale Rillen vorgesehen sind. Diese Rillen dienen als Ausweichräume für überschüssiges Material und bilden außerdem Versteifungsrippen für die Randabschnitte. The molding tool is also advantageously characterized in that the inner surfaces of the Radial grooves are provided to form the edge portions of the surfaces of the punch. These grooves serve as Evacuation spaces for excess material and also form stiffening ribs for the edge sections.

Der Tisch, der Hammer, der innere Ring und die Stempel des Formwerkzeugs bilden mit dem eingelegten Ring Ausweichräume, die groß genug sind, überschüssiges Metall zu großer Rohlinge aufzunehmen. Dadurch können größere Toleranzen bei den Rohlingen zugelassen werden, da das überschüssige Metall der im Materialvolumen nach oben abweichenden Rohlinge in die Ausweichräume fließt und daher weder eine Abweichung von der erwünschten Endform noch eine Zerstörung des Formwerkzeuges bewirkt. Andererseits besitzen materialschwache Rohlinge noch genügend Volumen, um die Form zu füllen.The table, the hammer, the inner ring and the punches of the molding tool form with the inserted Ring escape spaces that are large enough to accommodate excess metal on large blanks. This allows larger tolerances for the blanks, as the excess metal the blanks, which differ upwards in terms of material volume, flow into the alternative spaces and therefore neither a deviation from the desired final shape still causes destruction of the mold. On the other hand, blanks with weak material still have enough volume to fill the mold.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigtThe invention is shown schematically and by way of example in the drawings. It shows

F i g. 1 eine räumliche Ansicht eines Stempels des Formwerkzeuges, der zur Ausbildung der Innenflächen des Kolbenrings dient,F i g. 1 is a three-dimensional view of a punch of the molding tool that is used to form the inner surfaces the piston ring is used,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Formwerkzeug,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Formwerkzeug gemäß Fig. 2 in der Stellung zu Beginn der Kaltverformung, F i g. 2 is a plan view of the molding tool,
3 shows a section through the molding tool according to FIG. 2 in the position at the start of cold forming,

F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt eines Schnitts durch das Formwerkzeug mit darin befindlichem Kolbenring,F i g. 4 shows an enlarged detail of a section through the molding tool with it located therein Piston ring,

F i g. 5 einen Schnitt durch den Kolbenring in vergrößertem Maßstab,F i g. 5 shows a section through the piston ring on an enlarged scale,

Fig. 6 eine Ansicht der Innenseite des fertigen Kolbenrings,6 shows a view of the inside of the finished piston ring,

F i g. 7 einen Schnitt durch den Kolbenring gemäß Fig. 6,
F i g. 8 eine Ansicht des fertigen Kolbenrings.F i g. 7 shows a section through the piston ring according to FIG. 6,
F i g. 8 is a view of the finished piston ring.

In den Fig. 1, 2 und 3 sind eine Presse 30 und Teile eines in der Presse befindlichen Formwerkzeuges 2 dargestellt. Ein Kolbenring 1 ist, wie aus F i g. 3 ersichtlich, in Formwerkzeuge angeordnet, daß sich in der Stellung vor Beginn der Kaltverformung befindet. 1, 2 and 3 are a press 30 and parts of a molding tool located in the press 2 shown. A piston ring 1 is, as shown in FIG. 3 can be seen, arranged in molds that is in the position before the start of cold deformation.

Die Presse muß für Drücke in der Größenordnung 1001 ausgelegt sein, da sie auf das Metall des Kolbenrings Drücke in der Höhe des Stauchdruckes, also in der Größenordnung 100 kg/mm² ausüben muß.The press must be designed for pressures in the order of 1001, since it has to exert pressures on the metal of the piston ring at the level of the upsetting pressure, that is in the order of 100 kg / mm ² .

In F i g. 3 sind zwei mit dem Arbeitsdruck der Presse gegeneinander bewegbare Teile dieser Presse 30 dargestellt, zwischen denen sich das Formwerk-In Fig. 3 are two parts of this press that can be moved relative to one another with the working pressure of the press 30 shown, between which the formwork

zeug 2 befindet. Die Presse drückt auf einen Kopf 3 eines Schlagbockes 5 und drückt mit diesem in Richtung des Pfeils Z₁ auf Spiralfedern 4.
• Diese Spiralfedern drücken einen Hammer 6 des Schlagbocks 5 in seine Arbeitsstellung nach unten. Unter dem Hammer 6 befindet sich ein zentraler Ring 7, um den herum der Rohling des Kolbenrings 1 und radial nach außen anschließend mehrere Stempel 8 angeordnet sind.tool 2 is located. The press presses on a head 3 of a striker 5 and with it presses on spiral springs 4 _{in the direction of arrow Z 1.}
• These spiral springs press a hammer 6 of the hammer 5 down into its working position. Under the hammer 6 there is a central ring 7, around which the blank of the piston ring 1 and then a plurality of punches 8 are arranged radially outward.

Die Anordnung von zentralem Ring 7, Kolbenringrohling und Stempeln 8 liegt auf einem mit dem unteren Teil der Presse verbundenen Tisch 21.The arrangement of the central ring 7, piston ring blank and punches 8 is on one with the lower one Part of the press connected table 21.

Bei Bewegung des oberen Teils der Presse 30 nach unten wird der Kopf 3 und ein von diesem angetriebener Konus 9 nach unten bewegt. Der Konus bewegt radiale Drücker 10 in Richtung des Pfeils/₂ nach außen, die auf Enden von Hebeln 11 einwirken. Die Hebel 11 werden in Stützpfannen 13 gekippt, welche durch Muttern 14 einzeln in ihrer Stellung genau einstellbar sind. Das Kippen der Hebel 11 bewirkt eine Bewegung von Schiebern 15 radial nach innen in Richtung des Pfeils /₃. Die an den Schiebern 15 mit Schrauben befestigten Stempel 8 werden also in Richtung der Pfeile /₃ radial nach innen auf den zentralen Ring 7 hin bewegt.When the upper part of the press 30 is moved downward, the head 3 and a cone 9 driven by it are moved downward. The cone moves radial pushers 10 _{outward in the direction of arrow / 2} , which act on ends of levers 11. The levers 11 are tilted in support pans 13, which are individually adjustable in their position by nuts 14. The tilting of the levers 11 causes the slides 15 to move radially inward in the direction of the arrow / ₃ . The punches 8 fastened to the slides 15 with screws are therefore moved radially inward towards the central ring 7 _{in the direction of the arrows / 3.}

Zwischen den Stempeln 8 und dem zentralen Ring 7 wird der Rohling des Kolbenrings 1 kaltverformt. Der fest mit dem Unterteil der Presse verbundene Tisch 21 begrenzt das Volumen des Kolbenrings nach unten, während der Hammer 6 durch die Fedem 4 mit solcher Kraft nach unten in Anlage mit dem zentralen Ring und den Stempeln 8 gehalten wird, daß er eine sichere Begrenzung des Volumens des Kolbenrings nach oben bewirkt.The blank of the piston ring 1 is cold-formed between the punches 8 and the central ring 7. The table 21, which is firmly connected to the lower part of the press, limits the volume of the piston ring down, while the hammer 6 by the springs 4 with such a force down in contact with the central ring and the punches 8 is held that it is a safe limitation of the volume of the piston ring causes upward.

Vor dem Einlegen in das Formwerkzeug 2 der Presse 30 werden die Kolbenringe nach bekannten Verfahren aus Streifen von Federstahl in einer Gestalt und in Abmessungen hergestellt, die sich von den endgültigen Werten nur in der Größe der Toleranzen der Abmessungen und der Oberfläche unterscheiden. Abgesehen von Feinheiten in der Ausbildung besitzen die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeiteten Kolbenringe die aus den Fig. 5 bis 8 ersichtliche Grundform. .Before being inserted into the molding tool 2 of the press 30, the piston rings are made in accordance with known methods Process made from strips of spring steel in a shape and dimensions that vary from the final values differ only in the size of the tolerances of the dimensions and the surface. Apart from subtleties in training, those with the method according to the invention have machined piston rings have the basic shape shown in FIGS. .

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Querschnitt der Kolbenringe eine U-Form aufweist. An den Enden der Schenkel befinden sich in Umfangsrichtung und parallel zueinander liegende Randabschnitte 17. Die Randabschnitte 17 sind in Umfangsrichtung des Kolbenrings durch Schlitze 16 voneinander getrennt und gehen in radialer Richtung in je zwei Querstege 31 über, die eine Verbindung zwischen den in den Schenkeln des U sich gegenüberliegenden Randabschnitten bilden. Dabei liegen die Schlitze 16 zwischen Querstegen. ■From Fig. 5 it can be seen that the cross section of the Piston rings has a U-shape. At the ends of the legs are in the circumferential direction and Edge sections 17 lying parallel to one another. The edge sections 17 are in the circumferential direction of the piston ring separated from one another by slots 16 and each extend into two transverse webs 31 in the radial direction about which a connection between the opposite edge sections in the legs of the U form. The slots 16 are located between transverse webs. ■

Die Schlitze, in den sich in den Schenkeln gegenüberliegenden Randabschnitten sind gegeneinander versetzt, so daß jeder Randabschnitt mit seinen beiden Querstegen mit zwei durch einen Schlitz getrennten Randabschnitten im gegenüberliegenden Schenkel verbunden ist. Die Querstege sind entsprechend der U-Form des Querschnittes der Ringe in Rundungen 24 umgebogen. Die Schenkel weisen in bezug auf die Ringform radial nach außen.The slots in the opposite edge sections in the legs are against each other offset, so that each edge section with its two transverse webs with two separated by a slot Edge portions is connected in the opposite leg. The crossbars are according to U-shape of the cross-section of the rings bent into curves 24. The legs point with respect to the Ring shape radially outwards.

Die Höheh des Kolbenrings (s. Fig. 5), d. h. der Abstand zwischen den Außenflächen der Schenkel in axialer Richtung ist wichtig für die Laufeigenschaften in der Ringnut des Kolbens, in die der Kolbenring später eingebaut wird. Die radial nach außen liegenden Flächen 25 der Schenkel (Fig. 4) sind wichtig für die Laufeigenschaften auf der Zylinderwand, insbesondere für die ölabstreifwirkung der Ringe. Wichtig für die Öldichtigkeit ist außerdem die Durchlaßfläche in den Schlitzen 16, weshalb diese im Betrieb möglichst klein sein müssen.The height h of the piston ring (see FIG. 5), ie the distance between the outer surfaces of the legs in the axial direction, is important for the running properties in the ring groove of the piston in which the piston ring is later installed. The radially outwardly lying surfaces 25 of the legs (FIG. 4) are important for the running properties on the cylinder wall, in particular for the oil wiping effect of the rings. The passage area in the slots 16 is also important for the oil-tightness, which is why they must be as small as possible during operation.

Die Kolbenringrohlinge, die in das Formwerkzeug eingelegt werden, weisen unterschiedliche Materialvolumina auf, da die Stahlbänder, aus denen sie hergestellt sind, auf Grund von Herstellungstoleranzen !unterschiedliche Dicke aufweisen können. Die für die gewünschte Form der Kolbenringe wichtigen Flächen des Formwerkzeuges begrenzen daher ein Volumen, das auch von im Materialvolumen klein ausgefallenen Kolbenringrohlingen während der Kaltverformung ausgefüllt werden kann.The piston ring blanks that are inserted into the mold have different material volumes because the steel strips from which they are made are due to manufacturing tolerances ! can have different thicknesses. The areas that are important for the desired shape of the piston rings of the molding tool therefore limit a volume that has also turned out to be small in terms of the material volume Piston ring blanks can be filled in during cold forming.

Um Beschädigungen des Formwerkzeugs oder Formfehler des Kolbenrings bei im Materialvolumen zu großen Rohlingen zu vermeiden, sind Ausweichräume vorgesehen, in die überschüssiges Material entweichen kann. Die Abweichräume sind aus den. Fi g. 1 und 4 zu ersehen. In Fi g. 4 ist ein Kolbenring im Formwerkzeug nach beendetem Preßvorgang, also in der endgültigen Form dargestellt.To avoid damage to the mold or defects in the shape of the piston ring in the volume of material To avoid blanks that are too large, there are spaces provided in the excess material can escape. The deviation spaces are from the. Fi g. 1 and 4 can be seen. In Fi g. 4 is a piston ring in the molding tool after the pressing process has ended, that is, shown in its final form.

Innerhalb und außerhalb der Rundungen 24 des Kolbenrings befinden sich Ausweichräume. Die äußeren Ausweichräume sind durch eine Ecke 27 zwischen dem Tisch 21 und dem zentralen Ring 7 und eine Ecke 28 zwischen dem Hammer 6 und dem zentralen Ring 7 gebildet. Überschüssiges Material kann hier auf Grund unterschiedlicher Verrundungsform der Rundungen 24 gesammelt werden. Die inneren Ausweichräume sind durch Abschrägungen 19 und 20 an den radial innen liegenden Ecken der Stempel 8 gebildet, die daher nicht bis in die Ecken des U-förmigen Kolbenrings hineinragen. Überschüssiges Material wird hier in Form von ringförmigen Wulsten 18 angestaucht. Alle diese Ausweichräume verlaufen in Umfangsrichtung um den ganzen Kolbenring herum.There are evasive spaces inside and outside of the rounded portions 24 of the piston ring. The outer ones Alternative spaces are through a corner 27 between the table 21 and the central ring 7 and a corner 28 is formed between the hammer 6 and the central ring 7. Excess material can are collected here due to the different rounding shape of the roundings 24. The inner ones Avoidance spaces are provided by bevels 19 and 20 at the radially inner corners of the punch 8 formed, which therefore do not protrude into the corners of the U-shaped piston ring. Excess material is upset here in the form of annular beads 18. All of these escape rooms run into Circumferential direction around the entire piston ring.

Zusätzlich sind radiale Ausweichräume in Form von Rillen 22 vorgesehen. Die Rillen 22 befinden sich in den Flächen der Stempel 8, die beim Preßvorgang die Innenflächen der Schenkel des Kolbenrings prägen. Das in diese Rillen fließende Material bildet radiale Wulste 23. Die Rillen 22 besitzen einen solchen Abstand, daß auf der Innenseite eines jeden Randabschnittes 17 zwei radiale Wulste 23 ausgebildet werden.In addition, radial escape spaces in the form of grooves 22 are provided. The grooves 22 are located in the surfaces of the punch 8, which during the pressing process, the inner surfaces of the legs of the piston ring shape. The material flowing into these grooves forms radial bulges 23. The grooves 22 have one Distance that on the inside of each edge portion 17 two radial beads 23 are formed will.

Die Wulste, insbesondere die radialen Wulste 23 bewirken eine zusätzliche Versteifung des Kolbenrings. The beads, in particular the radial beads 23, provide additional stiffening of the piston ring.

Das Metall des KolbenringrohUngs füllt beim Kriechen während des Preßvorganges zunächst das der Form des Endprodukts angenäherte Arbeitsvolumen des Formwerkzeugs, welches die genaue Form und Abmessung des Kolbenrings sicherstellt. Wenn dieses Volumen ausgefüllt ist, fließt das überschüssige Metall in die Ausweichräume ab. Die wesentlichen Abmessungen und Formen des fertigen Kolbenrings sind daher unabhängig von den Abmessungsschwankungen des Ausgangsmaterials. Schwankungen der Toleranzen des Ausgangsmaterials rufen lediglich Änderungen der ringförmigen Wulste 18 (F i g. 5), der radialen Wulste 23 (F i g. 6 und 7) und Änderungen der Verrundungsform der Außenseite der Rundungen 24 gegen die Ecken 27 und 28 hin (F i g. 4) hervor.The metal of the piston ring blank fills when it creeps during the pressing process, the working volume approximated to the shape of the end product of the molding tool, which ensures the exact shape and dimensions of the piston ring. If this Volume is filled, the excess metal flows into the escape rooms. The main dimensions and shapes of the finished piston ring are therefore independent of the dimensional fluctuations of the starting material. Fluctuations in the tolerances of the raw material only call Changes to the annular beads 18 (Fig. 5), the radial beads 23 (Figs. 6 and 7) and changes the rounding shape of the outside of the roundings 24 towards the corners 27 and 28 (FIG. 4) emerged.

Das Metall in den Randabschnitten 17 fließt beim Preßvorgang zunächst, bevor es in die ringförmigen Wulste 18 fließt, in die Rillen 22 und in die Schlitze 16 zwischen den Randabschnitten. Die Schlitze werden daher bei der Kaltverformung geschlossen, undThe metal in the edge sections 17 first flows during the pressing process before it enters the ring-shaped Bead 18 flows into the grooves 22 and into the slots 16 between the edge portions. The slots will be therefore closed during cold working, and

die in den Schlitzen sich gegenüberliegenden Flächen werden so unter Verformung gegeneinander gepreßt, daß sie mikroskopische Abdrücke voneinander bE-den. Hieraus ergibt sich die gute öldichtigkeit der Schlitze.the surfaces opposite each other in the slots are pressed against each other while deforming, that they have microscopic impressions of each other. This results in the good oil tightness of the Slots.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. „Verfahren zum Herstellen von elastischen Abstreifringen, vorzugsweise Kolbenringen, mit U-förmigen Querschnitt, durch Ausstanzen von mit Schlitzen versehenen, durch Querstege verbundene Randabschnitte aufweisenden Streifen aus gewalztem .Federstahl, Biegen der Streifen um die Längsachse zu einem U-Profil, Biegen der U-förmigen Streifen in Ringform mit den Schenkeln nach außen, Aufweiten der Ringe und Wärmebehandeln der Ringe, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufweiten des Rings (1) durch spanloses Verformen bei das Metall zum Fließen bringenden Drücken die Schenkel der Randabschnitte (17) auf den endgültigen Abstand (A) und die die Schlitze (16) bildenden, sich gegenüberliegenden Flächen der benachbarten Randabschnitte in die endgültige Gestalt gebracht werden.1. "Process for the production of elastic wiper rings, preferably piston rings, with U-shaped cross-section, made by punching out slits that are connected by transverse webs Strip of rolled spring steel with edge sections, bending the strips over the longitudinal axis into a U-profile, bending the U-shaped strips into a ring shape with the legs outwards, widening of the rings and heat treatment of the rings, characterized in that prior to the expansion of the ring (1) by non-cutting deformation in the case of pressing the metal to flow, the legs of the edge sections (17) to the final distance (A) and the slots (16) forming opposite surfaces of the adjacent edge portions brought into the final shape will. 2. Formwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem ebenen Tisch, einem über diesem angeordneten Hammer und mit einem zwischen deren parallelen Flächen angeordneten inneren Ring und außen liegenden, nach innen drückbaren Stempeln, dadurch gekennzeichnet, daß der von den an die radial außen befindlichen Flächen (25) des Rings (1) anliegenden Flächen der nach innen gedrückten Stempel (8) gebildete Durchmesser annähernd dem Innendurchmesser des Zylinders entspricht, in dem der Ring (1) später laufen soll.2. Mold for performing the method according to claim 1 with a flat table, a hammer arranged above this and with a hammer arranged between their parallel surfaces inner ring and outer, inwardly pushable stamps, characterized in that that of the on the radially outer surfaces (25) of the ring (1) adjacent surfaces of the inwardly pressed punch (8) formed diameter approximately corresponds to the inner diameter of the cylinder in which the ring (1) is to run later. 3. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den die Innenflächen der Randabschnitt (17) formenden Flächen der Stempel (S) radiale Rillen (22) vorgesehen sind.3. Mold according to claim 2, characterized in that radial grooves (22) are provided in the inner surfaces of the edge portion (17) forming surfaces of the punch (S).