Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kolbenringen, insbesondere von Kompressionskolbenringen, gemäß gattungsbildendem Teil des ersten

Patentanspruchs .

Vielfach werden Kolbenringe dergestalt erzeugt, dass sie im Bereich ihrer äußeren Umfangsfläche zylindrisch bearbeitet werden. Anschließend erfolgt, beispielsweise durch Außendrehen, die Erzeugung einer später benötigten Kontur, der so genannten Laufflächenkontur. Auf diese vorgegebene nicht zylindrische Laufflächenkontur wird dann eine verschleißfeste Schicht, beispielsweise eine Chromschicht aufgebracht, die auf der erzeugten Kontur ihren Niederschlag findet und selbiger folgt. Die endgültige Laufflächengeometrie wird beispielsweise durch Rundläppen erzeugt. Um diesen Arbeitsgang in angemessener Zeit und mit korrekter Balligkeit durchfuhren zu können, muss die Lauffläche bereits eine Kontur aufweisen, die der Fertigkontur sehr nahe kommt.

Der Arbeitsgang Außendrehen zur Erzeugung der jeweils gewünschten Kontur der äußeren Umfangsfläche ist sehr zeit- und kostenintensiv.

Die DE 31 44 335 C2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von mit einer verschleißfesten Schicht zu versehenden rotätions symmetrischen Werkstücken, insbesondere von Kolbenringen, indem die Werkstücke paketiert und zentrisch auf einen Dorn gespannt werden, die äußere Umfangsfläche dann mit einer verschleißfesten Schicht überzogen und anschließend das Paket wieder in die einzelnen Werkstücke aufgetrennt wird. Vor der Beschichtung werden die paketierten Werkstücke in axialer Richtung abgetastet, wobei die axiale Lage jeder Berührungsebene zwischen den einzelnen Werkstücken festgestellt und gespeichert wird und diese Daten nach der Beschichtung der Werkstücke einem oder mehreren Bearbeitungswerkzeugen zur Auffindung der Berührungsebenen zur Verfügung gestellt werden. Durch die DE 198 09 659 Cl ist ein Verfahren zur Herstellung von Kolbenringen, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen, durch Abstechen einzelner Ringe von unrunden Buchsen aus metallischen Werkstücken bekannt geworden. Die Buchsen werden durch thermisches Spritzen von Spritzmaterial auf die Außenfläche eines als Formkörper dienenden Dorns hergestellt, wobei der Dorn auf der Umfangsfläche eine Stoßmarkierung aufweist und auf die Mantelfläche der Buchsen eine als Gleitschicht fungierende Schicht aufgetragen wird und anschließend die Kolbenringe von der Buchse abgestochen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von Kolbenringen, insbesondere von Kompressionskolbenringen, bereit zu stellen, das gegenüber dem bisher zum Einsatz gelangenden Herstellungsverfahren optimiert ist und weniger Kosten verursacht.

Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung einen nach dem Verfahren erzeugten Kolbenring bereitzustellen, der einen optimierten Schichtaufbau im Laufflächenbereich aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mehrere Kolbenringe, insbesondere

Kompressionskolbenringe zu einem Paket zusammengefasst im Bereich ihrer

Umfangsfläche zylindrisch bearbeitet werden, dass auf die fertig bearbeitete

zylindrische Umfangsfläche eine verschleißfeste galvanische Chromschicht aufgebracht wird, so dass die verschleißfeste Schicht innerhalb des gesamten Paketes eine konstante Schichtdicke aufweist und anschließend die Schicht dergestalt bearbeitet wird, dass eine Lauffläche entsteht, die einen Bereich maximaler und mindestens einen Bereich minimaler Schichtdicke aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen. Diese Aufgabe wird auch gelöst durch einen Kolbenring, insbesondere Kompressionskolbenring, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, beinhaltend einen Grundkörper mit zylindrischer äußerer Umfangsfläche, auf welcher eine verschleißfeste Schicht aufgebracht ist, wobei ausschließlich diese Schicht mit einer Laufflächenkontur vorgebbarer geometrischer Kontur versehen ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kolbenrings sind dem

gegenständlichen Unteranspruch zu entnehmen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf den Arbeitsgang Außenkonturdrehen verzichtet werden, wobei sich gegenüber dem bisherigen Verfahren Zeit und somit auch Kosten einsparen lassen. Von Vorteil ist, wenn die Kolbenringe, insbesondere die Kompressionsringe, beispielsweise auf einem Dorn zu einem Paket zusammengefasst werden, so dass dieses Paket im Bereich seiner die spätere Lauffläche bildenden äußeren Umfangsfläche zylindrisch bearbeitet werden kann.

Wie beim allgemeinen Stand der Technik auch, kann die äußere Umfangsfläche des Paketes durch Formdrehen zylindrisch bearbeitet werden.

Soweit notwendig, kann die so vorbearbeitete äußere Umfangsfläche bedarfsweise einer zusätzlichen zylindrischen Schleifbearbeitung unterzogen werden. Auch wenn diese zusätzliche Schleifbearbeitung nicht zwingend erforderlich ist, würde es gegenüber dem eingesparten Konturdrehvorgang ebenfalls eine Einsparung ergeben, bedingt dadurch, dass insbesondere bei geringen Chromschichtdicken sowohl die galvanisch

aufzuchromende Schicht als auch das anschließende abzuarbeitende Volumen geringer ausfallen würde.

Grundsätzlich lässt sich aufgrund der geringeren Fläche ein glatter Zylinder mit geringerem Strom galvanisch verchromen, als ein aus vorprofilierten Ringen bestehender Dorn. Somit ist neben dem geringeren Stromverbrauch auch eine bessere Schichtdickenverteilung auf der zylindrisch bearbeiteten äußeren Umfangsfläche zu erwarten.

Die verschleißfeste Schicht vorgebbarer Schichtstärke wird anschließend,

beispielsweise durch Profilschieifen, bearbeitet, um so die endgültige

Laufflächenkontur einzustellen.

Die verschleißfeste Schicht wird, einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, einer Balligbearbeitung unterzogen, wobei der an einer Gegenlauffläche später anliegende tragende Bereich der Schicht eine maximale Schichtdicke aufweist, die sich in Richtung mindestens einer der Laufflächenkanten des Kolbenrings dergestalt reduziert, dass hier eine minimale Schichtdicke gegeben ist.

Je nach Einsatzfall kann dieser tragende Bereich entweder mittig, d.h. etwa auf halber axialer Höhe, des Kolbenrings vorgesehen werden, oder aber in einem der

Randbereiche.

Durch geeignete Profilschleifwerkzeuge kann die jeweils geforderte Laufflächenkontur erzeugt werden, ohne dass die Gefahr besteht, in den Kantenbereichen des Kolbenrings in das Kolbenringmaterial einzudringen.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben.

Die einzige Figur zeigt zwei Beispiele zur Herstellung von Kolbenringen, insbesondere von Kompressionskolbenringen. In beiden Beispielen werden Grundkörper 1 , beispielsweise aus Grauguss, zu einem nur angedeuteten Paket P zusammengefasst und einer Formdrehbearbeitung unterzogen, dergestalt, dass eine äußere zylindrische Umfangsfläche 2 gebildet wird. Im linken Beispiel wird auf die zylindrische Umfangsfläche 2 direkt eine galvanisch aufgebrachte verschleißfeste Chromschicht 3 vorgebbarer Schichtdicke a aufgebracht. Ausschließlich diese Schicht 3 wird mittels eines Profilschleifwerkzeuges (nicht dargestellt) nun dergestalt bearbeitet, dass eine ballige Kontur 4 erzeugt wird, die in diesem Beispiel in einem der Laufflächenkantenbereiche 5 eine maximale Schichtdicke a' aufweist, während die Schichtstärke zum anderen Laufflächenkantenbereich 6 hin in minimierter Form vorgesehen ist.

Im rechten Beispiel wird im Anschluss an das zylindrische Formdrehen ein weiterer Bearbeitungsvorgang, nämlich zylindrisches Schleifen, vorgenommen, wodurch die formgedrehte zylindrische Umfangsfläche 2 nun durch weiterhin minimierten

Materialabtrag eine materialreduzierte weitere zylindrische äußere Umfangsfläche 2' darstellt. In Analogie zum linken Beispiel wird nun die gegebene äußere Umfangsfläche 2' mit einer galvanisch erzeugten verschleißfesten Chromschicht 3 versehen, die gegenüber dem linken Beispiel eine reduzierte Schichtdicke b aufweist. In Analogie zum linken Beispiel wird ausschließlich diese Schicht 3 mittels eines geeigneten Profilschleifwerkzeuges (nicht dargestellt) so bearbeitet, dass eine ballige Kontur 4 entsteht. Ähnlich wie bei dem linken Beispiel ist die Schichtstärke b' im linken

Laufflächenkantenbereich 5 größer ausgebildet als im rechten Laufflächenkantenbereich 6.

Um sicher zu stellen, dass auch im Kantenbereich 6 eine minimale Verschleißschicht gegeben ist, ist bei der Auslegung der galvanisch aufzubringenden Schichtstärke a,b ein gewisses Aufmaß vorzunehmen, um bei der anschließenden Profilbearbeitung dieser Schicht 3 im Kantenbereich 6 nicht auf das Grundmaterial des Grundkörpers 1 durchzuschleifen. Die Mindestdicke a',b' der Chromschicht 3 ist an der tragenden Stelle, also auf dem Scheitelpunkt der Balligkeit, zu messen. Die theoretische

Mindestdicke a',b' an dieser Stelle ergibt sich aus dem Wert der Balligkeit und dem angesprochenen Wert der Sicherheit im Kantenbereich 6.