专利名称：用于制造活塞环的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造活塞环的方法。
背景技术：
活塞环通常由铸铁、铸钢或钢线材制成。此外，目前还使用以镀有铬层的有腔环的形式的带有所谓的自锐性刮污棱边的活塞环。DE102007007961A1公开了一种活塞环，包括基体，该基体具有基本上环绕的工作面、上侧面和下侧面以及内圆周面，其中工作面的至少通到下侧面的过渡区域设有< 0.1mm的棱边，并且工作面至少设有< IOmm的PVD覆盖层。DE10359802B3公开了一种活塞环及其制造方法。该活塞环包括设有工作面轮廓的工作面以及上侧面和下侧面，其中至少工作面设有喷镀层，使得工作面的局部区域设有可去除的覆盖部，从而在形成喷镀层和去除覆盖部之后在工作面和至少一个侧面之间形成基本上尖棱形的工作棱边。
发明内容
本发明所基于的任务是提供一种用于制造设有PVD层的活塞环的可替代方法，该活塞环相对于现有技术具有改善的刮污效果。该任务通过一种用于制造活塞环的方法实现，其中，金属基体至少包括径向外侧的工作面、径向内侧的圆周面以及在其间延伸的上侧面和下侧面并在构造成大致圆柱形的工作面的区域中设有规定的锥度，至少为所述工作面设置至少一个耐磨层，并且将所述至少一个耐磨层的构成刮污棱边的区域至少局部切除成大致圆柱形的、具有可预定的宽度的环岸。根据本发明方法的有利的扩展方案由关于该方法的从属权利要求给出。此外，提供一种设有自锐性刮污棱边的压缩活塞环，其根据本发明的方法制造。借助根据本发明的方法、即在工作面的与所述至少一个耐磨层作用连接的区域中形成规定的锥度，可改善活塞环、尤其是压缩活塞环的刮污效果，使得形成自锐性刮污棱边(功能棱边)，其没有折断的危险。根据活塞环的应用领域，可以有益的是，工作面设有所谓的多层系统。这种系统例如在DE102006046915B3中被说明。 有利的是，环工作面的锥度以机械方式被安设到工作面中。根据本发明的进一步的构思，在圆柱形加工之后露出的环岸宽度在0.05与
0.45mm 之间。在镀层之前，将适宜形成的例如30与120分之间的工作面锥度安设到待制造的工作面中，其中该过程与环材料无关。在铸铁活塞环中，刮污棱边可以是尖棱形(90° )的，或根据需要被倒圆为直至
0.1mm的半径。
在钢环中，刮污棱边的区域可实施成渗氮或非渗氮的。在非渗氮的实施结构中，刮污棱边可构造成尖棱形(90° )的。在渗氮的钢环实施结构中，根据需要可给出如下环实施结构:-刮污棱边具有〈0.1mm的径向缩入，钢环岸和工作面被渗氮，在此在PVD覆盖层下面没有渗氮层。-刮污棱边具有〈0.15mm的斜面，钢环岸和工作面被渗氮，在此情况下在PVD覆盖层下面保留渗氮层。因此可根据材料和应用情况来制造活塞环、尤其是压缩活塞环，其设有至少一个耐磨层、优选PVD层。如果PVD层已被看作覆盖层，则该PVD层在刮污棱边的区域中被大致圆柱形地切除直至基底材料，从而形成具有可预定的宽度的环岸。如果设置多个耐磨层，则PVD覆盖层可被磨除直至工作面的基底材料或仅被这样磨除，使得保留PVD覆盖层下面的至少一个耐磨层(例如渗氮层)。两种实施方式的共同点在于:在任何情况下，在尖棱形的、倒圆的或设有斜面的刮污棱边的区域中形成具有规定的宽度的环岸。
下面借助附图中的实施例说明本发明技术方案。附图如下:图1为用于制造活塞环的视图；图2根据本发明的方法制造的活塞环的不同实施方式的视图；图3为至少局部渗氮的且设有PVD覆盖层的活塞环的视图。
具体实施例方式图1包括三个图。上面的图示出活塞环基体I的放大图，如图所示，该活塞环基体首先具有矩形形状。该横截面轮廓公开了如下活塞环区域:下侧面2、上侧面3、内圆周面4以及工作面5。为了产生尖棱形的刮污棱边6(功能棱边)，在工作面5的可预定的高度h上以机械方式将工作面锥度5’(例如100分)安设到工作面5中。在接下来的图中可以看到基体1，但该基体在此设有PVD覆盖层7，该PVD覆盖层对应于预定的工作面轮廓5’沉积在工作面5上。图1的下面的图示出:为了形成具有预定宽度h’的环岸8，PVD覆盖层7被磨除直至工作面5的基底材料。通过这种方式的加工形成尖棱形的刮污棱边6，该刮污棱边由于距PVD覆盖层7规定的距离h’而没有折断的危险并且在运行状态下自锐。在图1中示出:PVD层7同时作为唯一的耐磨层构成覆盖层。图2也示出三个图，其中上面的图示出完成的根据图1下面的图的活塞环I’。在此环岸8的宽度被给定为0.05至0.45mm。根据活塞环I’的材料选择，可以有利的是，在活塞环I’的刮污棱边6的区域中设置半径或倒棱(斜面)。中间的图示出活塞环I’在刮污棱边6的区域中具有最大0.1mm的半径。在图2的下面的图中可以看到倒棱/斜面，其以一个角度延伸到下侧面2中。环岸宽度在此最多减小0.15mm。在钢活塞环中，刮污棱边6可实施成渗氮或非渗氮的，其中在非渗氮的实施结构中更加有利的是，刮污棱边6构造为尖棱形(90° )的，如在图2的上面的图所示。图3也包括三个图，其轮廓对应于图2的各图。与图2的区别在于，在施加PVD覆盖层7之前，环岸8和工作面5被渗氮。在此情况下，PVD层7的磨除过程应这样进行，使得保留环岸侧的渗氮层9。在渗氮的钢环实施结构中，可设定刮污棱边6的在图3的其余图中所示的改进方案。在此，在施加PVD覆盖层7之前，不仅侧面2和3以及工作面5而且内圆周面都被渗氮。在切除在环岸8的区域中的PVD覆盖层7之后，不保留在PVD覆盖层7下面的渗氮层(图3的图1)。但也可想到这样切除在环岸8的区域中的PVD覆盖层7，使得保留所希望的环岸8的渗氮层(图3的图2和3)。
权利要求
1.一种用于制造活塞环(I’)的方法，其中，金属基体(I)至少包括径向外侧的工作面(5)、径向内侧的圆周面(4)以及在该工作面与该圆周面之间延伸的上侧面和下侧面(2、3)并在构造成大致圆柱形的工作面(5)的区域中具有规定的锥度(5’)，至少为所述工作面(5)设置至少一个耐磨层(7)，并且将所述至少一个耐磨层(7)的构成刮污棱边(6)的区域至少局部切除成大致圆柱形的、具有可预定的宽度(h’ )的环岸(8)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锥度(5’)以机械方式被安设到工作面(5)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述工作面(5)设有多层系统。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述工作面(5)设有PVD覆盖层(7)。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在已有PVD覆盖层(7)的情况下，为了形成环岸(8)，将该PVD覆盖层消除切除直到工作面(5)的基底材料。
6.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，对构造成锥形的工作面(5)的至少局部区域进行渗氮，接着为工作面(5)设置PVD覆盖层(J)。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，以非渗氮或渗氮的形式设置所述刮污棱边(6)的区域。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述刮污棱边(6)构造成尖棱形的。
9.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述刮污棱边(6)构造有倒圆，该倒圆以最大0.2mm的半径延伸到相配的侧面(2)中。
10.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述刮污棱边(6)设有以>30°的角度延伸到相配的侧面(2)中的斜面。
11.根据权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，使用由铸铁、铸钢或钢线材制成的基体(I)。
12.—种压缩活塞环，其根据权利要求1至11之一所述的方法来制造。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造活塞环(1')的方法，其中，金属基体(1)至少包括径向外侧的工作面(5)、径向内侧的圆周面(4)以及在其间延伸的上侧面和下侧面(2、3)并在构造成大致圆柱形的工作面(5)的区域中设有规定的锥度(5')，至少为所述工作面(5)设置至少一个耐磨层(7)，并且将所述至少一个耐磨层(7)的构成刮污棱边(6)的区域至少局部切除成大致圆柱形的、具有可预定的宽度(h')的环岸(8)。
文档编号F16J9/26GK103119343SQ201180046389
公开日2013年5月22日 申请日期2011年9月2日 优先权日2010年10月8日
发明者P-K·埃泽尔, J·吉伦 申请人:辉门布尔沙伊德有限公司