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DE102007057958A1 - Piston ring e.g. oil scarper piston ring, producing method for combustion engine, involves conically forming lateral surfaces of lobe shaped sections during punching of metal steel tape in cross section - Google Patents

Piston ring e.g. oil scarper piston ring, producing method for combustion engine, involves conically forming lateral surfaces of lobe shaped sections during punching of metal steel tape in cross section Download PDF

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DE102007057958A1
DE102007057958A1 DE102007057958A DE102007057958A DE102007057958A1 DE 102007057958 A1 DE102007057958 A1 DE 102007057958A1 DE 102007057958 A DE102007057958 A DE 102007057958A DE 102007057958 A DE102007057958 A DE 102007057958A DE 102007057958 A1 DE102007057958 A1 DE 102007057958A1
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DE
Germany
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piston ring
section
cross
lateral surfaces
spring band
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102007057958A
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfgang Dr. Ißler
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Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
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Publication date
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    • F16J9/206One-piece oil-scraping rings
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

The method involves forming lobe shaped sections (13) by a punch, where the sections are connected by a bar (11). The sections are provided with lateral surfaces (14a, 14b) for a tribological contact with a cylindrical surface. The lateral surfaces of the sections are conically formed during the punching of the metal steel tape in cross section, and are processed in parallel to each other. One of the lateral surfaces is formed so that bottom shape of the lateral surface differs from a bottom shape of the cylindrical surface. An independent claim is also included for a piston ring for internal combustion engine from a flat metal steel tape, comprising lobe shaped sections.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbenrings für einen Verbrennungsmotor aus einem flachen Metallfederband, wobei durch Ausstanzen Abschnitte gebildet werden, die durch einen Steg verbunden sind und Mantelflächen zum tribologischen Kontakt mit einer Zylinderlauffläche aufweisen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Kolbenring für einen Verbrennungsmotor aus einem flachen Metallfederband welches Abschnitte aufweist, die durch einen Steg verbunden und zu einem radial nach außen offenen U-förmigen Querschnitt gebogen sind sowie Mantelflächen zum tribologischen Kontakt mit einer Zylinderlauffläche aufweisen.The The present invention relates to a method of manufacturing a piston ring for an internal combustion engine made of a flat metal spring band, wherein be formed by punching sections, through a bridge are connected and lateral surfaces for tribological contact having a cylinder surface. The present The invention further relates to a piston ring for an internal combustion engine from a flat metal spring band which has sections which connected by a bridge and to a radially outward open U-shaped cross section are bent and lateral surfaces have tribological contact with a cylinder surface.

Kolbenringe sind in umlaufende Kolbenringnuten aufgenommen, die in der Mantelfläche eines Kolbens eingearbeitet sind. Kolbenringe haben in einem Verbrennungsmotor die Aufgabe, den Verbrennungsraum gegenüber dem Kurbelgehäuseraum abzudichten und den Wärmefluss vom Kolben zum Zylinder zu gewährleisten. Eine zusätzliche Aufgabe besteht darin, das für die Schmierung nicht benötigte Öl an seinem Durchtritt vom Kurbelgehäuseraum zum Verbrennungsraum zu hindern und für einen gleichmäßigen Ölfilm auf der Zylinderlauffläche zu sorgen. Dazu ist es notwendig, dass die Kolbenringe an der Zylinderlauffläche und an der Flanke der Kolbennut anliegen. Die radiale Anlage an der Zylinderlauffläche wird im Allgemeinen durch die eigene Federkraft des Kolbenrings bewirkt.piston rings are incorporated in circumferential piston ring grooves, which in the lateral surface a piston are incorporated. Piston rings have in an internal combustion engine the task, the combustion chamber with respect to the crankcase space seal and heat flow from the piston to the cylinder to ensure. An additional task exists in it, the oil not needed for lubrication at its passage from the crankcase space to the combustion chamber to prevent and for a uniform oil film to provide on the cylinder surface. For this it is necessary that the piston rings on the cylinder surface and on the Flank of the piston groove abut. The radial contact with the cylinder surface is generally due to the own spring force of the piston ring causes.

Diese Aufgabe wird besonders gut durch so genannte „U-Flex-Kolbenringe" erfüllt, wie sie bspw. in der EP 1 369 626 A2 beschrieben sind. Die Mantelflächen der Abschnitte derartiger Kolbenringe erfordern bei der Herstellung allerdings eine aufwändige Läpp- und Schleifbearbeitung. Außerdem benötigen derartige Kolbenringe während des Motorbetriebs eine vergleichsweise lange Einlaufzeit.This task is particularly well met by so-called "U-Flex piston rings" as they are, for example, in the EP 1 369 626 A2 are described. However, the lateral surfaces of the sections of such piston rings require an elaborate lapping and grinding during production. In addition, such piston rings require a comparatively long break-in period during engine operation.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung eines gattungsgemäßen Kolbenrings bereitzustellen sowie einen gattungsgemäßen Kolbenring derart weiterzubilden, dass während des Motorbetriebs seine Einlaufzeit verkürzt ist.The The object of the present invention is therefore to provide a simplified Process for the preparation of a generic To provide piston ring and a generic Further develop piston ring such that during engine operation his break-in period is shortened.

Die Lösung besteht in einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie in einem Kolbenring mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Mantelfläche jedes Abschnitts beim Ausstanzen des Metallfederbandes im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet wird. Dementsprechend ist beim erfindungsgemäßen Kolbenring die Mantelfläche jedes Abschnitts im Querschnitt abgeschrägt gestanzt ausgebildet.The Solution consists in a procedure with the characteristics of the Patent claim 1 and in a piston ring with the features of Claim 15. The inventive method is characterized by the fact that the lateral surface of each section beveled in cross-section during punching of the metal spring band is trained. Accordingly, in the inventive Piston ring chamfered the lateral surface of each section in cross section formed punched.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, dass die Herstellung des erfindungsgemäßen Kolbenrings wesentlich vereinfacht wird, da in ein und demselben Arbeitsgang, nämlich dem Ausstanzen des Kolbenringrohlings aus einem Metallfederband, die im Wesentlichen endgültige Kontur der Mantelflächen hergestellt wird. Die erfindungsgemäß vorgesehene, im Querschnitt abgeschrägt ausgebildete Mantelfläche hat den wesentlichen Vorteil, dass das Einlaufverhalten des erfindungsgemäßen Kolbenrings erheblich verbessert wird. Dies führt dazu, dass die Einlaufzeit während des Betriebs des Verbrennungsmotors verkürzt und der Ölverbrauch in der Einlaufphase des Verbrennungsmotors verringert wird.The inventive method has the essential Advantage that the production of the invention Piston ring is greatly simplified, as in one and the same Operation, namely the punching of the piston ring blank from a metal spring band, the essentially final contour the lateral surfaces is produced. The inventively provided, In cross-section beveled lateral surface has the significant advantage that the running-in behavior of the invention Piston ring is significantly improved. This leads to, that the break-in period during operation of the internal combustion engine shortened and the oil consumption in the run-in phase of the internal combustion engine is reduced.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.advantageous Further developments emerge from the subclaims.

Die Mantelflächen können bspw. derart im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet werden, dass sie parallel zueinander verlaufen, um eine möglichst gleichmäßige tribologische Wechselwirkung mit der Zylinderlauffläche zu erzielen. Die Mantelflächen können ferner derart im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet werden, dass sie mit einer Transversalachse (T) des Metallfederbandes einen Winkel (α) von 2° bis 15°, vorzugsweise 5° bis 10°, einschließen. Diese Bemessung hat sich in Versuchen als besonders zweckmäßig und wirkungsvoll erwiesen.The For example, lateral surfaces may be such in cross section be formed beveled that they are parallel to each other run as evenly as possible Tribological interaction with the cylinder surface to achieve. The lateral surfaces can also be such be formed in cross-section bevelled that they with a transverse axis (T) of the metal spring band an angle (α) from 2 ° to 15 °, preferably 5 ° to 10 °. This sizing has changed into Try to be particularly effective and effective proved.

Zur weiteren Optimierung des tribologischen Kontakts zwischen den Mantelflächen und der Zylinderlauffläche können in einem Fertigbearbeitungsschritt die im Querschnitt abgeschrägt ausgebildeten Mantelflächen teilweise abgeflacht werden.to further optimization of the tribological contact between the lateral surfaces and the cylinder tread may be in a finishing step the cross-section beveled lateral surfaces partially flattened.

Die Mantelfläche jedes Abschnitts kann beim Ausstanzen des Metallfederbandes gerade ausgebildet werden. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht jedoch vor, dass die Mantelfläche jedes Abschnitts bogenförmig ausgebildet wird. Damit wird eine Anpassung der Kontur der Mantelfläche an die Rundung der Zylinderlauffläche zugleich mit dem Ausstanzen des Kolbenringrohlings vorgenommen, so dass der im Stand der Technik notwendige Arbeitsschritt des Lappens bzw. Schleifens der Mantelfläche wesentlich reduziert wird oder sogar ganz wegfällt. Falls eine Oberflächenfeinbearbeitung gewünscht ist, könnte ein derartiger Arbeitsgang mit deutlich reduziertem Aufwand beibehalten werden. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass bereits beim Einlaufen während des Motorbetriebs ein weiter optimierter tribologischer Kontakt zwischen den Mantelflächen der Abschnitte des erfindungsgemäßen Kolbenrings und der Zylinderlauffläche besteht, woraus ein besonders sicherer, weniger störanfälliger Motorbetrieb resultiert, da die erfindungsgemäßen Kolbenringe die ihnen zugedachten Aufgaben hinsichtlich Abdichtung und Schmierung von Beginn an besonders gut erfüllen.The lateral surface of each section can be formed straight when punching the metal spring band. A particularly advantageous development, however, provides that the lateral surface of each section is formed arcuate. Thus, an adaptation of the contour of the lateral surface is made to the rounding of the cylinder surface simultaneously with the punching of the piston ring blank, so that the necessary in the prior art operation of the flap or grinding of the lateral surface is substantially reduced or even completely eliminated. If a surface finish is desired, such an operation could be maintained with significantly reduced effort. Another advantage of this embodiment is that even during running during engine operation, a further optimized tribological contact between the lateral surfaces of the portions of the piston ring and the cylinder surface of the invention, resulting in a particularly safer, less susceptible to interference engine operation results because the inventions To the invention piston rings fulfill their intended tasks in terms of sealing and lubrication from the beginning particularly well.

Die Mantelflächen der einzelnen Abschnitte können so ausgebildet sein, dass ihr bogenförmiger Vorlauf exakt der Rundung der ihnen zugeordneten Zylinderlaufflächen entspricht. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Bogenform der Mantelfläche auch um bis zu ±20% von der Bogenform der Zylinderlauffläche abweichen, ohne dass die mit dieser Weiterbildung erreichbaren vorteilhaften Effekte wesentlich beeinträchtigt werden.The The lateral surfaces of the individual sections can be designed so that their arcuate flow exactly the rounding of their associated cylinder treads equivalent. However, this is not mandatory. In a Further development of the present invention, the arc shape of Lateral surface also up to ± 20% of the arch shape the cylinder surface deviate without the with this Continuing achievable beneficial effects significantly impaired become.

Der die einzelnen Abschnitte verbindende Steg kann mit Aussparungen versehen sein, um die Flexibilität des Metallfederbands zu erhöhen und das Biegen zum fertigen Kolbenring zu erleichtern. Die Aussparungen können in besonders vorteilhafter Weise mit abgerundeten Ecken gebildet werden, um die während des Motorbetriebs auftretenden Belastungen zu reduzieren und Rissbildungen zu vermeiden. Als besonders wirksam hat sich dabei eine Ausbildung abgerundeten Ecken in Form zweier unterschiedlicher, ineinander übergehender Radien R1 und R2 ergeben. Diese Form kann, wenn dies gewünscht ist, weiter optimiert werden, indem die Radien R1 und R2 so gebildet werden, dass das Verhältnis von R1 zu R2 1 zu 2 bis 1 zu 4, vorzugsweise 1 zu 3 beträgt.Of the The individual connecting bridge can with recesses Be provided with the flexibility of the metal spring band to increase and facilitate bending to the finished piston ring. The recesses can be in a particularly advantageous manner be formed with rounded corners to the while reduce engine loads and cracking to avoid. As particularly effective while training rounded corners in the form of two different, merging into each other Radii R1 and R2 result. This form can if desired is to be further optimized by forming the radii R1 and R2 be that the ratio of R1 to R2 is 1 to 2 to 1 too 4, preferably 1 to 3.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kolbenrings besteht darin, dass der Steg mit senkrecht zur Längsachse des Stegs angeordneten schlitzförmigen Aussparungen versehen wird, wodurch eine besonders hohe Flexibilität erzielt wird.A further advantageous embodiment of the invention Piston ring is that the web with perpendicular to the longitudinal axis the slot is provided slot-shaped recesses, whereby a particularly high flexibility is achieved.

Als Ausgangsmaterial für die Herstellung des erfindungsgemäßen Kolbenrings kann insbesondere ein Stahlfederband verwendet werden.When Starting material for the preparation of the inventive Piston ring can be used in particular a steel spring band.

Der erfindungsgemäße Kolbenring wird insbesondere als Ölabstreifring verwendet.Of the Piston ring according to the invention is particular used as an oil scraper ring.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:One Embodiment of the present invention is in Below with reference to the accompanying drawings closer explained. They show in a schematic, not to scale Presentation:

1 eine Abwicklung eines erfindungsgemäßen Kolbenrings mit teilweise aufgebogenen Abschnitten, wobei zwei Ausführungsformen dargestellt sind; 1 a development of a piston ring according to the invention with partially bent portions, wherein two embodiments are shown;

2a einen Schnitt entlang der Linie IIa-IIa in 1; 2a a section along the line IIa-IIa in 1 ;

2b einen Schnitt entlang der Linie IIb-IIb in 1; 2 B a section along the line IIb-IIb in 1 ;

2c eine Draufsicht in Richtung des Pfeils A in 1; 2c a plan view in the direction of arrow A in 1 ;

3a einen Schnitt entlang der Linie IIIa-IIIa in 1; 3a a section along the line IIIa-IIIa in 1 ;

3b einen Schnitt entlang der Linie IIIb-IIIb in 1; 3b a section along the line IIIb-IIIb in 1 ;

3c eine Draufsicht in Richtung des Pfeils B in 1; 3c a plan view in the direction of arrow B in 1 ;

4 eine Draufsicht auf den fertig gebogenen Kolbenring aus 1; 4 a plan view of the finished bent piston ring 1 ;

5 eine vergrößerte Darstellung einer abgerundeten Ecke einer Aussparung im Steg des Kolbenrings aus 1. 5 an enlarged view of a rounded corner of a recess in the web of the piston ring 1 ,

Die 1 bis 3c zeigen den Aufbau eines erfindungsgemäßen Kolbenrings 10, wobei zwei Ausführungsformen zusammengefasst dargestellt sind. Der Kolbenring 10 weist einen Steg 11 auf, der im Ausführungsbeispiel über seine Länge mit in regelmäßigen Abständen angeordneten Aussparungen 12 versehen ist. Die Aussparungen 12 sind im Ausführungsbeispiel senkrecht zur Längsachse L des Stegs 11 angeordnet und schlitzförmig ausgebildet. Andere geeignete und je nach den Anforderungen des Einzelfalls ausgebildete Formen der Aussparungen 12 sind selbstverständlich denkbar. Zu beiden Seiten des Steges 11 sind einzelne lappenförmige Abschnitte 13 ausgebildet. Die Abschnitte 13 können gerade ausgebildete Mantelflächen 14a oder bogenförmig ausgebildete Mantelflächen 14b aufweisen, die in 1 gemeinsam dargestellt sind. Wie insbesondere aus den 2b und 3b ersichtlich ist, sind die Abschnitte 13 beim fertigen Kolbenring 10 derart aufgebogen, dass sich ein im Wesentlichen U-förmiger Querschnitt ergibt, wobei die sich auf beiden Seiten des Stegs 11 gegenüberstehenden Abschnitte 13 parallel zueinander verlaufen. Die nun radial nach außen gerichteten Mantelflächen 14a, 14b stellen somit die tribologischen Kontaktflächen zu einer dem Kolbenring 10 zugeordneten Zylinderlauffläche (nicht dargestellt) dar. In 1 ist auf beiden Seiten des Stegs 11 nur jeder zweite Abschnitt 13 um 90° gegenüber dem Steg 11 aufgebogen dargestellt, um eine übersichtliche Darstellung zu erhalten.The 1 to 3c show the structure of a piston ring according to the invention 10 , wherein two embodiments are shown summarized. The piston ring 10 has a footbridge 11 on, in the embodiment over its length arranged at regular intervals recesses 12 is provided. The recesses 12 are in the embodiment perpendicular to the longitudinal axis L of the web 11 arranged and slit-shaped. Other suitable forms of recesses designed according to the requirements of the case 12 are of course conceivable. On both sides of the jetty 11 are individual flap-shaped sections 13 educated. The sections 13 can just trained lateral surfaces 14a or arcuate lateral surfaces 14b have, in 1 are shown together. As in particular from the 2 B and 3b it can be seen are the sections 13 at the finished piston ring 10 bent so that there is a substantially U-shaped cross-section, which is located on both sides of the web 11 opposite sections 13 parallel to each other. The now radially outwardly directed lateral surfaces 14a . 14b thus provide the tribological contact surfaces to a piston ring 10 associated cylinder running surface (not shown). In 1 is on both sides of the jetty 11 only every second section 13 90 ° opposite the bridge 11 shown bent over in order to obtain a clear representation.

Erfindungsgemäß sind die Mantelflächen 14a, 14b im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet, wobei die so ausgebildeten Mantelflächen im Ausführungsbeispiel parallel zueinander verlaufen, wie insbesondere aus den 2a, 2b bzw. 3a, 3b ersichtlich ist. Im Ausführungsbeispiel schließen die im Querschnitt abschrägt ausgebildeten Mantelflächen 14a, 14b mit einer Transversalachse (T) des Metallfederbandes einen Winkel (α) von 2° bis 15°, bevorzugt 5° bis 10° ein (vgl. 2a bzw. 3a). In einem Fertigbearbeitungsschritt können die im Querschnitt abgeschrägt ausgebildeten Mantelflächen 14a, 14b teilweise abgeflacht werden, wobei zweckmäßi gerweise die Spitze 15a, 15b der abgeschrägt ausgebildeten Mantelfläche 14a, 14b abgeflacht wird (nicht dargestellt).According to the invention, the lateral surfaces 14a . 14b Chamfered in cross-section, wherein the thus formed lateral surfaces in the embodiment extend parallel to each other, in particular from the 2a . 2 B respectively. 3a . 3b is apparent. In the embodiment close in cross-section beveled lateral surfaces 14a . 14b with a transverse axis (T) of the metal spring band an angle (α) of 2 ° to 15 °, preferably 5 ° to 10 ° (see. 2a respectively. 3a ). In a finishing step, the lateral surfaces beveled in cross-section 14a . 14b partially flattened, where zweckmäßi sarily the top 15a . 15b the bevelled trained lateral surface 14a . 14b flattened (not shown).

Der erfindungsgemäße Kolbenring 10 wird aus einem Metallfederband, vorzugsweise einem Stahlfederband, ausgestanzt, wobei die Mantelflächen 14a, 14b erfindungsgemäß bereits ihre im Querschnitt abgeschrägt ausgebildete Kontur erhalten. Falls zusätzlich eine bogenförmige Kontur der Mantelflächen 14b erwünscht ist, kann diese ebenfalls beim Ausstanzen ausgebildet werden. Nach dem Ausstanzen wird das Metallfederband in an sich bekannter Weise gebogen und einzelne Kolbenringrohlinge abgetrennt, die je nach den Anforderungen des Einzelfalls in an sich bekannter Weise fertig bearbeitet werden. Dabei werden die Abschnitte 13 um 90° gegenüber dem Steg 11 aufgebogen, so dass der Kolbenringrohling den im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt erhält. Die bereits nach dem Ausstanzen mit der im Querschnitt abgeschrägten Kontur, ggf. auch mit der bogenförmigen Kontur versehenen Mantelflächen 14a, 14b können zusätzlich mit einer tribologischen Schicht versehen und/oder einer Oberflächenfeinbearbeitung unterzogen werden.The piston ring according to the invention 10 is punched out of a metal spring band, preferably a steel spring band, wherein the lateral surfaces 14a . 14b According to the invention already received their bevelled in cross-section contour. If in addition an arcuate contour of the lateral surfaces 14b is desired, this can also be formed during punching. After punching, the metal spring band is bent in a conventional manner and separated individual piston ring blanks, which are finished depending on the requirements of the case in a conventional manner. This will be the sections 13 90 ° opposite the bridge 11 bent so that the piston ring blank receives the substantially U-shaped cross-section. The already after punching with the cross-section tapered contour, possibly also provided with the arcuate contour lateral surfaces 14a . 14b may additionally be provided with a tribological layer and / or subjected to surface finishing.

4 zeigt den fertig gebogenen Kolbenring 10 aus 1. Es ist zu erkennen, dass die einzelnen, sich auf beiden Seiten des Stegs 11 gegenüber liegenden Abschnitte 13 „auf Lücke" angeordnet sind. Das bedeutet, dass ein Abschnitt 13 auf einer Seite des Stegs 11 einer Lücke 16 auf der gegenüber liegenden Seite des Stegs 11 gegenüberliegt. Die Lücken 16 werden dabei durch zwei auf derselben Seite des Stegs 11 einander benachbarte Abschnitte 13 gebildet. Die freien Enden des Kolbenrings 10 bilden in an sich bekannter Weise einen Stoß 17. 4 shows the finished bent piston ring 10 out 1 , It can be seen that the individual, on both sides of the jetty 11 opposite sections 13 Are arranged on "gap." That means a section 13 on one side of the dock 11 a gap 16 on the opposite side of the bridge 11 opposite. The gaps 16 are doing by two on the same side of the bridge 11 adjacent sections 13 educated. The free ends of the piston ring 10 form a shock in a conventional manner 17 ,

5 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung der Ecken der im Steg 11 ausgebildeten Aussparungen 12. Die Aussparungen 12 sind mit abgerundeten Ecken 18 versehen, um die während des Motorbetriebs auftretenden Belastungen zu reduzieren und Rissbildungen oder Plastifizierungen zu vermeiden. Dabei sind im Ausführungsbeispiel die abgerundeten Ecken 18 in Form zweier unterschiedlicher, ineinander übergehender Radien R1 und R2 ausgebildet. Die Radien R1 und R2 sind so bemessen, dass das Verhältnis des Radius R1 zum Radius R2 etwa 1 zu 2 bis 1 zu 4, vorzugsweise 1 zu 3 beträgt. Damit werden die auf den Steg 11 des Kolbenrings 10 wirken den Kräfte gleichmäßiger verteilt und abgeleitet, als dies bei Aussparungen mit scharfen Ecken oder gleichmäßigem Radius der Fall wäre, so dass Rissbildungen im Steg 11 oder Plastifizierungen im motorischen Betrieb und ein daraus resultierender Verlust der Ringvorspannung vermieden werden. 5 shows a preferred embodiment of the corners of the web 11 trained recesses 12 , The recesses 12 are with rounded corners 18 in order to reduce the loads occurring during engine operation and to prevent cracking or plasticizing. The rounded corners are in the embodiment 18 formed in the form of two different, merging radii R1 and R2. The radii R1 and R2 are dimensioned such that the ratio of the radius R1 to the radius R2 is about 1 to 2 to 1 to 4, preferably 1 to 3. This will be on the jetty 11 of the piston ring 10 The effect is more evenly distributed and diverted to the forces than would be the case with sharp corners or even radius recesses, so that cracks in the web are created 11 or plastification in the motor mode and a resulting loss of the ring bias can be avoided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1369626 A2 [0003] - EP 1369626 A2 [0003]

Claims (28)

Verfahren zur Herstellung eines Kolbenrings (10) für einen Verbrennungsmotor aus einem flachen Metallfederband, wobei durch Ausstanzen Abschnitte (13) gebildet werden, die durch einen Steg (11) verbunden sind und Mantelflächen (14a, 14b) zum tribologischen Kontakt mit einer Zylinderlauffläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (14a, 14b) jedes Abschnitts (13) beim Ausstanzen des Metallfederbandes im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet wird.Method for producing a piston ring ( 10 ) for a combustion engine of a flat metal spring band, wherein by punching sections ( 13 ) formed by a bridge ( 11 ) and lateral surfaces ( 14a . 14b ) for tribological contact with a cylinder surface, characterized in that the lateral surface ( 14a . 14b ) of each section ( 13 ) is formed chamfered in cross section when punching the metal spring band. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen (14a, 14b) derart im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet werden, dass sie parallel zueinander verlaufen.Method according to claim 1, characterized in that the lateral surfaces ( 14a . 14b ) are formed tapered in cross section so that they are parallel to each other. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen (14a, 14b) derart im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet werden, dass sie mit einer Transversalachse (T) des Metallfederbandes einen Winkel (α) von 2° bis 15° einschließen.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the lateral surfaces ( 14a . 14b ) are tapered in cross-section such that they form an angle (α) of 2 ° to 15 ° with a transversal axis (T) of the metal spring band. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen (14a, 14b) derart im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet werden, dass sie mit einer Transversalachse (T) des Metallfederbandes einen Winkel (α) von 5° bis 10° einschließen.Method according to claim 3, characterized in that the lateral surfaces ( 14a . 14b ) are tapered in cross-section such that they form an angle (α) of 5 ° to 10 ° with a transversal axis (T) of the metal spring band. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fertigbearbeitungsschritt die im Querschnitt abgeschrägt ausgebildeten Mantelflächen (14a, 14b) teilweise abgeflacht werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a finishing step, the lateral surfaces beveled in cross-section ( 14a . 14b ) are partially flattened. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (14a, 14b) jedes Abschnitts (13) beim Ausstanzen des Metallfederbandes gerade oder bogenförmig ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the lateral surface ( 14a . 14b ) of each section ( 13 ) is formed straight or curved when punching the metal spring band. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (14b) so ausgebildet wird, dass die Bogenform der Mantelfläche (14b) um bis zu ±20% von der Bogenform der Zylinderlauffläche abweicht.A method according to claim 6, characterized in that the lateral surface ( 14b ) is formed so that the arc shape of the lateral surface ( 14b ) deviates by up to ± 20% from the arc shape of the cylinder surface. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (11) mit Aussparungen (12) versehen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the web ( 11 ) with recesses ( 12 ). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (11) mit senkrecht zur Längsachse (L) des Stegs (11) angeordneten schlitzförmigen Aussparungen (12) versehen wird.Method according to claim 8, characterized in that the web ( 11 ) perpendicular to the longitudinal axis (L) of the web ( 11 ) arranged slot-shaped recesses ( 12 ). Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (12) mit abgerundeten Ecken (18) gebildet werden.Method according to claim 8 or 9, characterized in that the recesses ( 12 ) with rounded corners ( 18 ) are formed. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die abgerundeten Ecken (18) aus zwei unterschiedlichen, ineinander übergehenden Radien R1 und R2 gebildet werden.Method according to claim 10, characterized in that the rounded corners ( 18 ) are formed from two different, merging radii R1 and R2. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien R1 und R2 so gebildet werden, dass das Verhältnis von R1 zu R2 1 zu 2 bis 1 zu 4, vorzugsweise 1 zu 3 beträgt.Method according to claim 11, characterized in that that the radii R1 and R2 are formed so that the ratio R1 to R2 is 1 to 2 to 1 to 4, preferably 1 to 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stahlfederband verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a steel spring band is used. Kolbenring (10), herstellbar nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13.Piston ring ( 10 ), producible according to a method according to one of claims 1 to 13. Kolbenring (10) für einen Verbrennungsmotor aus einem flachen Metallfederband, welches Abschnitte (13) aufweist, die durch einen Steg (11) verbunden und zu einem radial nach außen offenen U-förmigen Querschnitt gebogen sind sowie Mantelflächen (14a, 14b) zum tribologischen Kontakt mit einer Zylinderlauffläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (14a, 14b) jedes Abschnitts (13) im Querschnitt abgeschrägt gestanzt ausgebildet ist.Piston ring ( 10 ) for a combustion engine of a flat metal spring band, which sections ( 13 ), which by a bridge ( 11 ) are connected and bent to a radially outwardly open U-shaped cross-section and lateral surfaces ( 14a . 14b ) for tribological contact with a cylinder surface, characterized in that the lateral surface ( 14a . 14b ) of each section ( 13 ) is formed punched in cross-section bevelled. Kolbenring nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen (14a, 14b) derart im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet sind, dass sie parallel zueinander verlaufen.Piston ring according to claim 15, characterized in that the lateral surfaces ( 14a . 14b ) are tapered in cross-section such that they run parallel to each other. Kolbenring nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen (14a, 14b) derart im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet sind, dass sie mit einer Transversalachse (T) des Metallfederbandes einen Winkel (α) von 2° bis 15° einschließen.Piston ring according to claim 15 or 16, characterized in that the lateral surfaces ( 14a . 14b ) are tapered in cross-section such that they form an angle (α) of 2 ° to 15 ° with a transverse axis (T) of the metal spring band. Kolbenring nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen (14a, 14b) derart im Querschnitt abgeschrägt ausgebildet sind, dass sie mit einer Transversalachse (T) des Metallfederbandes einen Winkel (α) von 5° bis 10° einschließen.Piston ring according to claim 17, characterized in that the lateral surfaces ( 14a . 14b ) are tapered in cross-section such that they form an angle (α) of 5 ° to 10 ° with a transversal axis (T) of the metal spring band. Kolbenring nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Fertigbearbeitungsschritt die im Querschnitt abgeschrägt ausgebildeten Mantelflächen (14a, 14b) teilweise abgeflacht sind.Piston ring according to one of claims 15 to 18, characterized in that after a finishing step, the cross-section beveled lateral surfaces ( 14a . 14b ) are partially flattened. Kolbenring nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (14; 14a, 14b, 14c) jedes Abschnitts (13; 13a, 13b, 13c) gerade oder bogenförmig gestanzt ausgebildet ist.Piston ring according to one of claims 15 to 19, characterized in that the lateral surface ( 14 ; 14a . 14b . 14c ) of each section ( 13 ; 13a . 13b . 13c ) is punched straight or arcuate. Kolbenring nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenform der Mantelfläche (14b) um bis zu ±20% von der Bogenform der Zylinderlauffläche abweicht.Piston ring according to claim 20, characterized in that the arc shape of the lateral surface ( 14b ) deviates by up to ± 20% from the arc shape of the cylinder surface. Kolbenring nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (11) mit Aussparungen (12) versehen ist.Piston ring according to one of claims 15 to 21, characterized in that the web ( 11 ) with recesses ( 12 ) is provided. Kolbenring nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (11) mit senkrecht zur Längsachse (L) des Stegs (11) angeordneten schlitzförmigen Aussparungen (12) versehen ist.Piston ring according to claim 22, characterized in that the web ( 11 ) perpendicular to the longitudinal axis (L) of the web ( 11 ) arranged slot-shaped recesses ( 12 ) is provided. Kolbenring nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (12) mit abgerundeten Ecken (18) versehen sind.Piston ring according to claim 22 or 23, characterized in that the recesses ( 12 ) with rounded corners ( 18 ) are provided. Kolbenring nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die abgerundeten Ecken (18) aus zwei unterschiedlichen, ineinander übergehenden Radien R1 und R2 gebildet sind.Piston ring according to claim 24, characterized in that the rounded corners ( 18 ) are formed from two different, merging radii R1 and R2. Kolbenring nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von R1 zu R2 1 zu 2 bis 1 zu 4, vorzugsweise 1 zu 3 beträgt.Piston ring according to claim 25, characterized the ratio of R1 to R2 is 1 to 2 to 1 to 4, preferably 1 to 3. Kolbenring nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Stahlfederband hergestellt ist.Piston ring according to one of claims 15 to 26, characterized in that it consists of a steel spring band is made. Kolbenring (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 27, nämlich ein Ölabstreifring.Piston ring ( 10 ) according to one of claims 14 to 27, namely an oil scraper ring.
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