DE2008753A1 - Kolbenring - Google Patents

Description

Unser Zeichen; it 740

Kolbenring.

Die Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet von Zylinderpackungsringen oder Kolbenringen und auf die Anordnung von harten Belägen an Kolbenringen, ua deren Leistung zu verbessern und um deren Leoensaauer zu erhöhen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf durch Flammeηsprühverfahren und Plasmastrahlverfahren aufgebrachte Mehrfachbeschichtungen an Kolbenringen.

Goi/E

Durch die Erfindung werden hartbescnichtete Kolbenringe geschaffen, die eine äußere Schicht aufweisen, die hart, feuerbeständig unu verschleißfest ist uud sehr porös, so daß diese Schicht während des Einfahrens oder des Einlaufens des Motors sehr wirksam iat. Dei hohen ileibgeschwindigkeiten erzeugen lokalisierte, hochgelegene Stellen in den miteinander in Berührung stehenden Oberflächen zwischen dem K-olbenring und dem Zylinder des Motors Temperaturen in der llingoberf lache, die etwa 540 G und mehr erreichen. Das äußere Beschichtungsmaterial der erfinuungsgeraäßen Hinge kann bei diesen Temperaturen oxydieren. Dies führt jedoch nicht zu einem gefährlichen Ausfall wie bei Chrombeschichtungsmaterialien und anderen harten Kolbenringbeschichtungsmaterialion und diese Oxyde sinu weich

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und gehen aus dem Motor heraus und erzeugen keine beschädigung, üie poröse äußere Schicht wird alImU*;Iich abgenutzt, um die darunter liegende, weniger poröse und feuerfestere Schicht freizugeben, die nicht dia Oberflächenoxydationseigenschaften der äußeren Schicht aufweist. Zu der Zeit jedoch, zu der die ur.tore Schicht in Betrieb genommen wird, haben sich die tfiug- unu Zylinderoberflüchen zu zueinander passender» Lai.ro-.crflächon abgeschliffen und die örtlichen hoho;; Sic/ion * sind ebenfalls abgeschliffen. Wenn also tie darunter liegende Schicht in Betrieb genommen wird, ist kein weiterer Bedarf für die extrem poröse äußere Schiel.t vorhanden und die feuerfestere, weniger poröse I^auerial schicht kann in wirksamer Weise über längere ßetrioliszeiten eine Abdichtung erzielen, um dadurch die Betriebsdauer des Motors vor einer Überholung zu erhöhen.

Die Erfindung soll insbesondere unter Bezu^iiuii^e auf einen Kolbendichtring beschrieben werden, dor einon gegossenen Körper aus nodularera Eisen aufweist mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 3 ^l/2 Gewichts-^ und der eine Nute aufweist, die mit mehreren Scliiclite;; aus f feuerfestem Material gefüllt ist und auf beiöe:: Seiten mit Kantenoberflächen des Basismaterials ve Quader, ist. Der Boden der Nut ist mit einer feuerfesten, üurcii ein Plasmastrahlverfahren aufgebrachten Metaxlkar'jiilio^iorung gefüllt, die mit dem Basisuetall verbunden int. Diese harte Schicht ist mit einer dünnoron Oberflächenschicht bedeckt, die durch ein FlairiinöiisT-Iiivoi'i'ahrou oder Plasmastrahlverfahren aufgebracht idt uik! die poröser ist und aus einem weniger feuerbeständigen Material besteht und die eine gute üindung nut der unteren Schicht eingeht.

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Das Oberfiächenbeschichtungsnaterial ist vorzugsweise Molybdän i.iit einer Porosität von etwa 25 ^fJo mid ruit eines Oxydationspunkt zwischen etwa 371 C u.-U 5Sb C und nix einer Härte, die nicht wesentlich einen Vert von iOOO Vielte rs (HPN) bei einer 40 g Belastung übersteigt. Die darunter liegende Schicht ii.t vorzugsweise eine durcn ein Plasniastr ahlverfahren aufgebrachte Y/olfraakarbidlegierung mit einer Porosität von et v/a 10 ^cio und mit einem Oxydationswiderstanc. bei Temperaturen oberhalb von 540° C und nit einer Gesaiuthärte, die weit die Härte der Oberflächenschicht übersteigt und nit einer Verschleißfestigkeit, die um ein Vielfaches größer ist als die der Oberflächenschicht. Diese unter der Oberflächenschicht liegende Schicht ist vorzugsweise eine Dreiphasenbeschichtung und weist eine harte Phase mit einer Härte von 2000 - i-000 Viekers (DP2\) auf, eine zweite Phase, die eine Vickera-Teilchenhärte von 2100 - 3200 DPN aufweist und eine Matrix mit einer Vickers-Teilchenhärte von 900 - 1200 DPX.

Das Plasniastrahlvcrfahren oder das Plaöiruibojeuverfahren für die Aufbringung der Xarbidbeschichtun^eu uufaüt die Zuführung eines hochenergetischen elektrischen Stro:.:ü durch ein zweiatorr.gOw Gas, wie beispielsweise oder V/asserstoff oder durch ein einatomiges ^as, vie beispielsweise Argon cüor iieiiur.i, um da^ ü-as z\x iGnisie ren, wodurch ein hochenergetisches Plasma er^eu^t wird, weiches Wärmeenergie an ein Pulver abgibt, u..^ aus don Legierungsbestundteilon besteht, die vtrc.a..._'._*« vunl in der Ringnut niodergoscLlagen aind uuü i:v.;.r «1^. eine in situ ausgebildete liitzübüstiiiidigo ICaroiulc.iic:·^*:^, \.'obei sieh <iio Karbide in Löüu.;^ bofinwoi.. ^v./o;"'..._v;tj liitzebeotäiidi;_,u Ktirbidlcf;ieruii:;e:i u^fa:·;.^;. ■ ;,. Α,ίΐ,,'.^ von V/oll'rau, Ti Lan, Tciiuai, Golu....jiu,.;, li.oi.·/...*:*.,.,

(JfM)'. :: ■ /1

Vanadium, Chrom, Zirkonium, Hafnium, Silizium ur.ü Bor. Metalle, wie beispielsweise Kobalt, Nickel, Chrom, Aluminium und Bor sind in der Legierung vorgesehen, um eine Dreiphasenbeschichtung zu erzeugen, mit einer harten Phase, die aus den Karbiden ir. Lösung ir. einem anderen Metall besteht, einer zweiten Phase, die ebenfalls aus Karbiden in Lösung besteht, jedoch weniger hart ist als die erste Phase und mit einer dritten Phase die aus einer Matrix des Basismetalls mit erheblich geringerer Härte als die erste und zweite Phase besteht.

k Eine typische Pulverzusar~~ensetzuiag Zur Zuführung ir.

den Plasniastrahlstrom ist die folgende: 25 - 55 Gew.-$ Wolframkarbid,

4 - 8 uev/.-'/i Kobalt,
25 - 45 Gew..-% Nickel,
3 - 7 Gev/,% Chrom,
O- 7 Gew.-'/β Aluminium,
0-3 Gew.-% Bor,
Rest Eisen.

Der Wolfrankarbidgehalt des Pulvers kann mit anderen Karbiden gemischt werden oder durcn andere Karbide ersetzt werden, wie beispielsweise uiiö oder durch die ^ Karbide von Metallen und Metalloiden aus der Gruppe, die Titan, Tantal, Coluuöium, iuolybaan, Vanadium, Chrom, Zirkonium, Hafnium, Silizium und Bor umfaßt.

Die Oberflachenschicht wird vorzugsweise durci: ein !''laumenstrahiverfahren aufgetragen unci zwar aus einem handelsüblich reinen Molybdän-Draht, der in i:;it einem Saucrstof f-Azotylen-Geiuisch go speisten Pistolen geschmolzen wird, welche kloine Tropfen aus Aluminium auf die anfange niedergeschlagene Schicht oohlcuder.i. Der Sauerstof f-Azo Lylon-lironnstof f kann vorzugsweise

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durch. ^ethylen-Azetylen-Propodien ersetzt werden und brennstoff kann so eingestellt werden, daß eine

Quktilität der Se schichtung aufrecht erhalten wird»

Alternativ kann das Molybdän durch ein Plasr.;a.strahlver-fahren aufgebracht werden, was zu einer etwas weicheren Abscheidung führt.

J)as wit dem Plasmasxrahlverfahren und mit dem FlammensprUb,Yerfahren aufgebrachte Material erzeugt nach der Verfestigung eine Verbindung miteinander und mit dem welches an den Grenzflächen erzeugt ist.

kann durch andere feuerfeste oder g?. Jiaterialien ersetzt werden, die Kittels eines Fl a^enSP-^viftve rf ahrens oder Plasmas trahlve rf ahrens auf·

wurden liönnen, wie beispielsv/eiae Aiuminiui-;-pdpr

sei bemerlfki daß die Erfinaung nicut auf ihre Anv/en-

ui 2Sylincierdichtringe beschränkt ist und daß die, J2rfind,unß gan» allgemein bei jedem Zylinderring verwendet werden kann, bei dem es erwünscht ist, daß naca . Einlaufperiodo eine lange Lebensdauer vornanden

ISs ist ein 35iei der Erfindung, Kolbenringe zu schaffen, die meXurero ßeSchichtungen aus harten JBelagrjatorialion aufweisen, die nacheinander wirksam werden und zwar in verschiedenen Phasen des Motorbetriobs.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen mit tjohreren SQ^chten belegten, hartflächigen Kolbenring zu schaffen! der eine äußere Einlaufschicht aufweist, die

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aus einem hitzebeständigen, poröse», o Material besteht und eine darunter liegende , die aus einem nicht oxydierbaren, härteren und hiiaobeständigen Iulterial von geringerer Porosität bestellt.

Es ist ein spezielles Ziel der Erfindung, einen iiotorkolbenring zu schaffen, der eine Ringnut aufweise äie mit zwei Schichten gefüllt ist, die durch ein Sp fahren mit hitzebeständigen Metallen gefüllt sind_? bei diese Schichten eine OberfläehensQaieht maiass die aus porösem Aolybdäu besteht und eine darunter gende Schicht aus einer Wolframkarbidlesieruns,

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Llcw-Mptoren zu schaffen, die eine durch ein strahlverfahren aufgebrachte, hitzebeständige tung aufweisen, wobei diese Ueschichtung äu5~Ph eine Einlaufbeschichtung überdeckt ist, die ebenfalls durch ein Sprühveri'ahren abgeschieden ist,

Ein spezielles Ziel der Erfindung ist es ferr.or, eir.on Kolbenring mit einer Gleitfläche zu scharfen, <iie a«a W zwei Schichten eines hitzebestäncligen Metalls iestcht;, wobei diese Schienten eine dünnere äuüere Schichu u:ufasaen, die aus aufgesprühten Molybdän 'ooatalit ur*ü eine darunter liegende dickere Schicht_;auu einerj Uit^ digcn Aietallkaroid, wobei hier die Karbiäe sind und wobei beide Schichten luiteinariüor uuJ nxxc Ringkörper verbunden sind und zwar durcu ei:i 1-0CiAa₁ sches Verriegeln und durch eine i->egierur.g an doxx U fläonen.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung solleu. in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die !«"iguren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:

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Fig, 1 , exae Draufsicht auf eineii erfind^iigs^ehiü.'.jeii .^ Zylinderaiehtring, bei der ein Toil i'crtge-.v ,.."_- brechen,ist, us den imienaufbau su ze igen,

Fig. 2 eine Endansicht des in Fig. i öargesüellxen Rings, : _:

Fig. 3 . eine süark vergrößerte Schnirtansieixt, die den is.-de.η Fi^, 1 und 2 dargestellten üing in einen Kolben mit der dazugehörigen Zylinderwandung darstellt, ·' ■ . \ . ... '

*°ig. 4 eine schenatische AnsicLt der Jiraeitsweise der Aufbringung der ersten Schicht aus hitzebeständigem Material auf die Kolbenringe,

.Fig. 5 . eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4,die die Auf- .

"bringung der, zweiten Schicht aus vrarmfesteju . . Material zeigt,

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht,"welche, zwei benachbarte, mit Nuten versehene Ringe zeigt, die für die-Aufnähme der ersten Schicht vorbereitet sind,

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Schicht, in der die erste aufgebrachte Schicht dargestellt ist,

Fig. 8. eine der Fig. 7 entsprechende Schicht, in eier die zweite aufgebrachte Schicht dargestellt ist,

Fig. 9 eine vergrößerte Teilschnittansieht eines Rings mit einer abgeänderten Nutenforns, -wobei der Aufbau der abgeschiedenen Schichten in der Nut dargestellt ist
und

¹¹Ig. 10 eine stark vergrößerte Schnittansicht eines' ■ iiings, die die miteinander verbundenen Schicn'-ten zeigt. " *' -* .

Der in den Fig.'l - 3 dargestoJ ίΐέ' Ring' 10 "bciitclli' niis" einem Spaltringkörper 11 atiS'i^oduiäronrüußeisdu/

OBJGi_NÄL ' 00 9 8 3 G / 1 9 U 8

t»·'ϊ;;ϊ ;

die Querschnittsform eines Gcv.Olbc-schlu....;teins hat r.it einem schmalen, zylindrischen limenuufang 12 und eineri breiteren, troiunelförciigen äußeren Ur.:i'an~ Io u.icl der flacne, geneigte obere und untere Seitenflächen I^ und 15 hat, die vom äußeren Umfang 13 2Uü inneren U:::iang hin konvergieren. Der äußere Umfang I^ Cos „_n^~; Ii weist eine Ringnut 16 auf, die sich u-.: diesen hcrur^ erstreckt. Diese Nut weist einen flachen Lotion :5a u.'.d gewölbte oder abgerundete Enden lob auf. Stege 17 sind am Umfang 13 zwischen den Endwandurigeri iCb und de;, über- und Unterseiten 14 und 15 des Rings vorgesehen.

Die Nut 16 ist gemäß der Erfindung mit einer iuoron Schicht 18 und einer äußeren Schicht lO aus verschiedenen hochwarmfesten oder hitüGbcütänaigen Mutallcn gefüllt. Die innere Schicht IS folgt der Koncur clor Nut 16 und läßt eine Aussparung frei, die dia äußere Schicht 19 aufnimmt.

Wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, werden die .oinge 11 auf einen Kern -2ü aufgesteckt, wobei deren Seitenflächen dicht gegeneinander festgezogen v.-erden und wobei deren Unifangsnuten 16 um den Kern horuin vollständig

" frei liegen.

■L^j UUU UOlX XV 14.J4X UUiI AkV J- **■ *AV J. ΚΛίίΛ \ V/ X 1 U U UilU JL Q

Die äußeren Umfange der Ringe, die au:? aen Kern 20 aufgesteckt sind, werden mit einer Beschichtung 2^ bedeckt, die mittels einer Plasmastrahlpistole 22 aufgetragen wird. Die Plasnastrahlpistole 22 Avcist cir. isoliertoc 'Gehäuse 23 auf, welches eine Kathode 2«i ar:i hinteren Ende trägt. Ferner waist diese Pistole eine Anodendüse 25 am vorderen Ende auf. Eine Gloioluriror»- quelle 26 ist mit ihrem negativen Anschluß ;uit der Kathode 24 verbunden und mit ihrem positiven A:iuchiu:i uit der Anode 25. Ein Gas, wie beispielsweise Wasserstoff,

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Stickstoff oder Argon wird der Kanner 27 in G-ehUtue. von einer Speiseleitung 28 zugeführt - und ein Pulver aus einem lioehwarmfe-sten Mo tall r.dLrd den- Düsenaiiölafj der Anode 25 über eine Leitung 29 zugeführt» Ein Lichtbogen 30 mit hoher S-crorudichte wandelt die G-ccatone iß. ein hbehenergetisches Plasma us, welches eine größere Geschwindigkeit aufweist und dieses Piasr.a geht durch die Anode hindurch und bildet einen Ausstoßstrahl 31 $ der .das Metallpulver aus der Leitung 29aufnimmt und der dieses auf die Umfange der Kolbenringe auf dem Kern treibt. Der Kern wird gedreht, bis die gesagten ürriangsoberflachen der Ringe beschichtet sind. Wie die Fig. 7 zeigt, nimmt die Beschichtung 21 eine Wellenform an, um den Konturen der Umfange der Ringe su folgen und die Beschichtung b^decict den Boden 16a und die Seiten der Nut 16 sowie die Steg« 17 neben den Nuten.

2iii bevorzugtes Pulvergemisch, welches der Leitung 29 der Pistole 22 zugeführt wird, hat die folgende Zusammensetzung in Gewichts-Prozeriten: 40 ^c/o Wolframkarbid

5 ⁰Jo Kobalt ■ 36,5 ⁰Jo Nickel

6 ^c/o Chrom
1 $ Bor

0,5 % Aluminium

liest im wesentlichen Eisen mit geringen Mengen · Silizium und Kohlenstoff.

Die bevorzugte Nicderschlagsbeschichtung 21 iat eine Wolframkarbidlegierung, die eine hexagonale, ciicirte, kristalline Paclcungsstruktur in einer Matrix, aufweist-, die hauptsächlich aus Nickel und Chrom zusaniniengesutzu ist. Diese Legierung weist drei Hauptpha^en auf. Dio

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- io -

härteste Phase besteht aus V.^rolfra:.:kc.raicl i.i ~ü-:."..ng r..^t dein Kobalt und weist eine Vickers-Härte von 2SG^> Ί-000 Dl^Ji\^T auf. In dieser Phase sind die Kar'»;^cIo gut gelöst und nicht scharf. Die sveite PhCoO boitai.t ώ~ο;.-fails aus Wolframcarbid und !Cobalt, wobei i,icn die Carbide in Lösung befinden. Diese Phc.se hat ein^ L'jiicnenhärte in Bereich von 2100 - 3200 Vielte rs ΙιΙ'λ. Die ür.vte Phase ist eine Matrix, die hauptsächlich auf l-.ioköl und Chrom besteht, wobei Bor gleiehförnig verteilt ijt und diese Phase weist eine Vickers-Härte in ücrc-ich von fc 900 - 1200 auf. Sine vierte Phase, die ein gori;:goJ

Volumen-Prozent unfaßt, enthält Aluminium v.~- ut wöicher als die dritte Phase. Die V.'oifrcukarbide wCotol;c/. in der bevorzugten Legierung hauptsächlich cu^ V.*_OC und (VZCo)₀C und es kann angenoiur»o:i werden, daß cicai Legierung die folgende i'Ornei ausweist:

2 'Ji

Es ist wünschenswert, in den Xuten der sus.:: ongosotz-

ten Hinge eine 'i'ur.,peratur aufrecht zu erheito:., di^ ausreichena niedrig ist, um ein iibernäßigcü iu:„;o^oü und Ausbrennen des IlingKietails Ii 2:u vürhii^.om. Zu diesem Zweck ist der Kern der Hinge vorzugsvo-je ;..ittels eines äußeren Inert-u-asstrahls gekühlt. (-or ::u beiden Seiten der Strahlf 1α::ιι:ΐύ iiuftritt. 2^ i^t vu;:- schenswert, die Touiperaturen der Hinge in Morr. »»uf ot\.a 20ö C oder niedriger zu halten. Hs lä\> nie.ι ,!rJoi'utrlich, irgendeine anechließendo \.'är..iäL«.._i.anu...»..._o Λ.,· (ixo. Plasmastrahl-beüohicnteten Hinge vü^u^üuc:. i:.^ es ibt lediglich erforderlich, die Ringe in Luft ^ο/,ΐ-Uuu^via.

Nachdem die Beschichtung 21 aufgebracht it;ν noiu-cn CxO Ringe, die auf den Kern aufgesteckt aind, ü.^. .laeh^tv, beschichtung 32 auf, wie es in den Fig. 5 uu; S gezeigt

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ist. Die Beschichtung 32 wird von einer oder von :iohreren Flannerisprühpistölen 33 aufgebracht, wobei diese Pistolen Hit einen reinen Molybdän-Draht 3c- gespeist werden und axt einera öky-Asetylen-Brennotoff oder r.it einem ilethyl-x^etylen-Propedien-Brennstoffgas una zwar über Speiseleitungen 35. Die Fianuüensprühstrahleii 36 ■ treffen auf die Beschichtung 21 und folgen der Kontur dieser Beschichtung, um die Beschichtung 32 aufzubringen undidie in Fig. 8 dargestellten Wellenform folgt der Xontur der Beschichtung 21. Die Beschichtung 32 ist wesentlich dünner als die Beschichtung 21, j eel och- bedeckt die Beschichtung- 32 die gesanrce Beschichtung 2i.

Aus Fig. S ist"zu erkennen, daß die Beschichtung 32 das Basisnietall Ii nicht berührt und inmer von diesem Metall durch die darunter liegende Schicht 21 getrennt ist.

Die Molybdänbeschichtung 32 weist eine Vickers-Härte von etwa iÖOO DPN auf und eine totale offene und geschlossene Zellporosität von id - 2ö ^«.Andererseits ist die darunger liegende Schicht 21 wesentlich dichter" und weist eine totale offene.und geschlossene ZeIiporositlit von etwa 10 % auf.

Den Fig. Ί und 8 ist zu entnehmen, daß der Abschnitt der Beschichtung 21, der die Stegbereiche.-17 Dedeckt, sehr dünn ist, wobei die Hauptmasse der Beschichtung in den Nuten 16 liegt. Hierdurch wird nicht nur BeschichtungSEetail gespart; es w-ird auch, wie noch beschrieben v/erde η soll, die Fertigbcarneitung erleichtert. Die beschichtung 32 folgt der Kontur der Beschichtung 21, wie cc in" Fig. S geseigt ist und ist Vorzugsweise ebenfalls an den Bereichen dünner, die über den Stegen 17 liegen.

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Wie Fig. ü zeigt, weist ein üing 11 eine koivouriorto Nut 38 auf, um weiterhin hartes Descliichxun^SiUc-uall zu sparen. Die Nut 3ö weist einen erhabenen iui\, Floren Bodenabschnitt 3Sa auf, so daß die Nut eine:* flachen Mittelabschnitt mit tiefer gewölbten 2nd ab salmi ve en GSb hat. Dies ermöglicht es, daß uie ücschichtung 21 In Hauptkörper der Nut dünner sein kenn, ohne CuZ dadurch die gewölbten Konturen der Nutenenden beeiivurüclvcigx k werden, was wesentlich ist, um Fehler wahrend des Auisprühens zu verhindern. Die ^schichtung 21 fclgu eier Kontur der modifizierten Nut 3S und die i.esehicuüui.g 32 folgt dann der modifizierten Kontur der Eescliielmung Auch hier sind wiederum die Querschnitts der Je Schichtungen über den Stegabsciinitten 17 des llings sehr dünn.

Es sei bemerkt, daß die Hinge in; Stapel am Korn 2o, der in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, sehr lest zusammengezogen sind, so daß das aufgesprühte Joscliichtur^swaterial nicht die gespaltenen Enden der ilinge bedeckt.

Wie in dea Fig. 8 und 9 dargestellt, verüen uio r.iit f mehreren Schichten bedeckten lunge bis auχ eine riefe geschliffen, die im allgemeinen durch die Strecke A gekennzeichnet ist und dadurch wird das gesamte Jeschichtungsmetall über den Stegbereicaen 17 entfernt. Das iiingmetall 11 vrird an diesen Stogbercichün freigelegt una ferner wird die üeschichuung 21 an den lünden der Nuten unmittelbar neben diesen Steven frcijolegt. Das Schleifen wird erleichtert;, da es liauptsaciixieh erforderlich ist, die weichere äußere Schicht 2C zu entfernen, und lediglich verhältnismäßig dünne ijereicae der härteren Schicht 21, die über den Siegen 17 Ixejeia.

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Dei' fertige Hing weist, wie in den Fig. 3 und IO dargestellt, eine untere harte Schicht 18.· auf, ■ die." fe:ii: mit dem Hing 11 iu der Nut 16 verbunden ist, wie as längs der Grenzfläche 30 schematisch -vexanscliaulloaO iat.. Die äußere harte Schicht 19 ist in· den i.iittelabsclinltt der Schicht IS eingebettet und an dieser längs einer Grenzfläche -gebunden, die mit 40 gekennzeichnet ist. Die Schicht .18 liegt lediglich bei 18a neben den Stegen 17 frei. V/ie Fig. 3 zeigt, berühren diese freiliegenden Abschnitte jedoch nicht die Zylinderwanoung C, wenn -"der Kolbezaring in der Hingnut G- des Kolbens P montiert ist und zwar wegen der tonnenartigen äußeren Kontur des Hinguafangs 13. ■ ■

Si

Im Betrieb wird der Ring 10 in Umfangsrichtung im Zylinder C zusammengedrückt, um den freien Spalt an seinen Enden zu schließen, wie es in den- Fig. i uiict 2 gezeigt ist, so daß der äußere Umfang des Ili::gs gegen die Zylinderwandung am Hauptdurchmesser der -..onnenformigen Oberfläche anliegt. Dadurch liegt die äußere Schicht 19 gegen die Zylinderwandung an, um eine Abdichtung zu schaffen, während die Unterseite 15 des Rings gegen die Bodenfläche der Hingnut G- anliegt, um die Abdichtung zwischen dem Hing und dem Kolben zu erzeugen. ■

Im fertigen Hing 10, der in den Fig. 3 und 10 dargestellt ist, weist die innere Schicht eine radiale Dicke von etwa O₈Ol ca - 0,02 cm auf, wahrend die. äußere Schicht 19 v/u seitlich dünner ist und eine Dicke von etwa 0,0025 cm - 0,01 cm hat.

Während der Einlaufperiode oder Einfahrporiodo oino.i/ Motors, der mit den erfindungsgeniäßen Hingen lü~ ausgerüstet ist, ist die Schicht 19, dio gegen die Zylinder-

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^ßAD ORJG|N_ÄL v/nadung

Χ·-- —

wandung G anliegt, im hohen 1.Ia₁J porös, vie ;.:., oho:, dargelegt wurde und ist mit öl gesättigt. Das —olbydän, welches diese poröse Schicht bildet, weist ..'l-n boL^on Verschleißwiderstand irgendeines bekannten I.."atc-r:.c.j..i auf und diese Eigenschaften, gekuppelt iuit den /„it Schmiermittel gefüllten Poren gehen einen au.^rordiutiich guten Schuts gegen einen Verschleiß während der ernten 10 ⁽/o der Lebensdauer das iüngs, währe-—d der die liingoberfiächcn und die Zylindorwandung^oherfläö^on

^ durch eine Bearbeitung aneinander angcp a.jt wo rc, cn.

Yi'ährend dieser Einfahr- odor Einlaufperiodc hann das iiolybdän onydieren und abgenutzt werden. Jc^oc. ::oh.nen diese Oxyde leicht aus dem :.Ioüor abgeführt '..crwö:. u..^. zwar ohne üeschadigung irgenüeir.c-G }.Iotorteil.:. .Γ^:.η uani die dünne ^iolybdänbescliichtung allmählich c.b.vü.-v/o.st _st gelangt die Karbidb^.schichtung in Anlage go.,oi. ^*e ^herfliichü und dichtet gegen die ZyIii.denvandunj ah, Zv. diesem Zeitpunkt ist eine große Sch^iier.-ittolh.v „:.„^ nicht mehr erforderlich und die -aneinander a:.^. pa^to.. Oberflächen sind frei von erhöhten ^teilen, ü^o wJ.Uu lolralisierte hoho Temperaturen erzeugen I:ö:..:.^.._; 0, daß nunmehr die häi'tere, hochwarmfostere Karbid->.:..,w.icl->.ung

™ einen besseren Verschleißschutz für diw ilott^uo.t 1.0:

Lebensdauer bildet.

Aus der vorstehenden De Schreibung ist ^u c-r.Zw.vn^n, d>..'. durch die Erfindung ein Kolbenring gcdoh.-.f-.^ ~ ..Ir*.., _v.or den bestmöglichen Verjchlcißwidersu-aiiC \.'äh.v:.,"'. u.;i ersten Teils der Lebensdauer aufweise und «.en grö...-en Schutz gegen einen Vorschlöiß äwlirend der ubrijou -o der Lebensdauer.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. !Kolbenring, gekennzeichnet durch einen raehrscliichxigen Belag, der ein hochwariiifestes oder hoclihitzebeständigcs, poröses, verschleißfestes üaterial aufweist, weiches über eine 2- hitsebeständigeren, weniger porösen Material liegt, .

2. Kolbenring Eiit einem mehrschichtigen Belag, gekennzeichnet durch einen jtlingkörper, der eine ü:ufangs;vat a-afwsiät, eine erste Schicht aus einen hOChhitze"bestänaigen_} porösen Metall in dieser Nut, eine zweite Schicht aus einen weniger hitzebeständigen, abriebfesten, porösen ^stal·!, welches über der er~sten Schicht liegt, wobei die Schichten innig miteinander und mit dein I'lingkörper verbunden sind und wobei der Umfang des slings eir.e Gleitoberfläche bildet, die zuerst aus der äußeren Schicht unc dann aus der inneren Schicht aus warnfesten Metallen besteht. .

3. Zylinderdichtring für Brennkraftnaschinenkolben, gekennzeichnet durch einen gespaltenen Gußeisenring, der eine Umfangsnut aufweist, eine erste Schicht aus einer porösen, warinfesten Metallkarbidlegierung, die fest mit der Nut verbunden isö, eine zweite Schicht aus einen porösen, weniger warmfesten Metall, die über der ersten Schicht liegt undJdie innig mit dieser verbunden ist, so daß der Umfang des Rings aus Stegbereicheii aus Gußeisen auf jeder Seite der Nut besteht und aus freiliegenden Bereichen der ersten Schicht neben diesen Stegbereichen und aus einer Ilauptgleitfläche zwischen diesen freiliegenden Bereichen der ersten Schicht, die aus dem Metall der zweiten Schicht besteht.

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4. Kolbenring j;:it eineru mehrschichtigen, versoLioiijfosvon iielag, gekennzeichnet durch ein porosos, hitsebcständiges Metall mit einer Oberfläche_s die 2v."iscl;ün oTi C und 53S C -oxydiert und mit einem darunter liegenden verschleißfesteren, weniger porösen und a;,:yd :.·.._ one festen I.Iotalloand, welches zur Glcitoborfläeho dec Kings wird, wenn die ersten :.iGöalIo::ydo abgerieben sind.

5. Abrieb- und verschleißfester IvoHjeni'i:^, sokonnzclehnet fc durch einen liingkörper, der ein inneres ün^anj^^a^vl aus

einer durch ein Plasii:astrahlverfaLron aui"gcbracI-i"C;>. Vi^rolfraffikarbidiegierung aufweist und ein darf.bor liegendes äußeres Band aus durcn ein Fla:r_;;v.cusprul-A^rerianron aufgebrachtes poröses ilolypdän, ν/ο ο el diese ^dndar innig miteinanüer und mit den: iiing verbunden sind.

6. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch ^ol:ennzoic'.;nc u, daß die äußere Schicht !Molybdän und die innere Schicht ein hochwarmfestes iMetallkarbici ist.

7. Kolbenring nach Anspruch 6, dadurch .gekennzeichnet, daß das hochwarufeste I.Ietalikarbid ΥΓοΙfra:ukarbid ist.

S. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gelrsnnseic^iex, daß die untere Schicht eine mehrphasige hoehwar^este ...etallkarbidlegiex'ung ist, die eine harte Phace von Xarbidon in Lösung in einer Matrix von geringerer Härte auf v/eist.

9. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht Molybdän ist, welche durch ein i^?laiumensprühverfahren aufgebracht ist und daß die innere Schicht eine hitzebestänaige Aietallkarbidlegiorunj ist, die durch ein Plasiaastrahlverfahren aufgebracht ist und die in situ am Hing ausgebildet ist.

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