Verfahren zur Formgebung von Kolbenringen aus Stahl Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Formgebung von Kolbenringen aus Stahl, die durch ihre eigene Spannung gegen die Zylinderwand ab dichten und deren Spannungsverteilung über den Umfang ,des Kolbenringes ganz bestimmten Forde- rungen entspricht.
Bekanntlich werden - je nach dem Verwendungszweck der Ringe - ganz verschie denartige Anforderungen bezüglich des Verlaufes der Radialspannung über den Umfang des Ringes ge stellt. So ist es z. B. in: vielen Fällen erwünscht, dass die Stossenden stärker an die Zylinderwand ange drückt werden als der übrige Ringumfang, um ein. Flattern der Kolbenringe zu vermeiden. Umgekehrt kann es z.
B. bei Zweitaktmotoren erwünscht sein, dass die Stossenden weniger stark an die Zylinder wand angepresst werden als der übrige Ringumfang, um Schwierigkeiten beim Überfahren der Schlitze in der Zylinderlaufbahn zu vermeiden.
Trotz dieser verschiedenen Anpressdrücke an die Zylinderwand muss jedoch der Kolbenring lichtdicht an einer vollkommen runden Zylinderwand anliegen, und die verschiedenen Anpressdrücke wirken sich lediglich als Abweichungen des Ringes von der Kreisform aus, wenn der Ring in einem elastischen Spannband zusammengespannt wird. Man spricht deshalb bei solchen Ringen von einer positiven oder negativen Ovalität.
Es sind verschiedene Wege vorgeschlagen wor den, um Stahlringe mit einer bestimmten gewünsch ten Ovalität herzustellen. Entweder werden die Ringe rund gewickelt, aufgeschnitten und über einen urrun den Dorn gespreizt und 'm dieser Lage der notwendi gen Wärmebehandlung unterworfen, wobei sich die Ringe durch ihre Eigenspannung der urrunden Form des Dornes anpassen sollen.
Nach einem anderen Verfahren werden die Ringe urrund gewickelt, nach dem Ausschneiden des die Maulweite bildenden Stückes des Ringumfanges auf einen urrunden Dorre aufgespannt und durch ein darumgelegtes Drahtge flecht oder auf andere Art und Weise an den urrun- den Dorn- angedrückt und in dieser Lage der Wärme behandlung unterzogen.
Das erstere Verfahren hat den Nachteil, dass die gewünschte Radialdruckverteilung nicht mit Sicher heit zu erreichen ist. Das zweite Verfahren hat den Nachteil, dass es ziemlich umständlich und teuer ist.
Besonders schwerwiegend werden die Nachteile der bekannten Verfahren, wenn Ringe aus warmfe stem Stahl hergestellt werden sollen, weil die bei die sem Material notwendigen hohen Temperaturen bei der Wärmebehandlung :die Formgenauigkeit der ur- runden Dorne stark beeinträchtigen.
Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung vermieden. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur endgültigen Formgebung eines vorgeformten Kolbenringes aus Stahl zur Erzielung einer gewünschten Ovalität, bzw.
Radialdrudkvertei- lung des fertigen Ringes, welches dadurch gekenn zeichnet ist, dass die vorgeformten und gehärteten Ringe in eine Büchse mit formgedrehter urrunder Bohrung eingelegt, durch Spreizen .der Stossenden vollkommen an der Innenwand der Büchse zur An lage gebracht, in dieser Lage plangespannt und anschliessend einer Anlassbehandlung unterzogen werden.
Die Stossenden werden zweckmässig durch Ein schieben eines Keiles gespreizt. Um ein einwandfreies Anliegen aller gespreizten Ringe zu gewährleisten, werden die Stossöffnungen zweckmässig vorher auf gleiches Mass gebracht. Nach dem Anlassen behalten die Ringe die Form, die ihnen vom Innendurchmesser der formgedrehten Büchse aufgezwungen ist, ausserordentlich gut und sind so genau, dass eine Bearbeitung des Innendurch messers nicht mehr erforderlich ist.
Durch entspre chende Formgebung der unrunden Büchse können auf diese Weise leicht und mit hoher Genauigkeit Ringe sowohl mit positiver als auch negativer Ovali- tät, ebenso wie Ringe- ,mit Ovalität Null hergestellt werden.
Method for shaping piston rings made of steel The present invention relates to the shaping of piston rings made of steel, which seal against the cylinder wall by their own tension and whose tension distribution over the circumference of the piston ring corresponds to very specific requirements.
It is known that - depending on the intended use of the rings - very different requirements with regard to the course of the radial stress over the circumference of the ring provides ge. So it is e.g. B. in: many cases it is desirable that the butt ends are pressed more strongly against the cylinder wall than the rest of the ring circumference to a. Avoid fluttering the piston rings. Conversely, it can e.g.
B. in two-stroke engines it may be desirable that the abutting ends are pressed less strongly against the cylinder wall than the rest of the ring circumference in order to avoid difficulties when driving over the slots in the cylinder liner.
Despite these different contact pressures on the cylinder wall, however, the piston ring must be light-tight against a completely round cylinder wall, and the different contact pressures only act as deviations of the ring from the circular shape when the ring is clamped together in an elastic strap. This is why such rings are called positive or negative ovality.
There are various ways proposed the wor to produce steel rings with a certain desired ovality. Either the rings are wound round, cut open and spread over a round mandrel and subjected to the necessary heat treatment in this position, the rings being supposed to adapt to the round shape of the mandrel due to their internal stress.
According to another method, the rings are wound round, after cutting out the piece of the ring circumference that forms the mouth width, stretched on a round mandrel and pressed against the round mandrel by a wire mesh or in some other way and in this position the Subjected to heat treatment.
The former method has the disadvantage that the desired radial pressure distribution cannot be achieved with certainty. The second method has the disadvantage that it is quite cumbersome and expensive.
The disadvantages of the known methods are particularly serious when rings are to be produced from heat-resistant steel, because the high temperatures required for this material during the heat treatment: severely impair the shape accuracy of the round mandrels.
These disadvantages are avoided by the present invention. The subject of the invention is a method for the final shaping of a preformed piston ring made of steel in order to achieve a desired ovality or
Radialdrudkverteil- lation of the finished ring, which is characterized by the fact that the preformed and hardened rings are placed in a sleeve with a shaped, round bore, by spreading the butt ends completely against the inner wall of the sleeve, then clamped flat in this position and then be subjected to tempering treatment.
The butt ends are expediently spread by pushing a wedge. In order to ensure that all of the expanded rings fit perfectly, the joint openings are expediently brought to the same size beforehand. After tempering, the rings keep the shape that is imposed on them by the inside diameter of the twisted sleeve, exceptionally well and are so precise that machining of the inside diameter is no longer necessary.
By appropriately shaping the non-circular bushing, rings with both positive and negative ovality, as well as rings with zero ovality, can be produced in this way easily and with high accuracy.