DE2406420A1 - Verfahren zur herstellung einer oeldichtung fuer drehkolbenmaschinen mit innerer verbrennung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer Oldichtung für Drehkolbenmaschinen mit innerer Verbrennung.
• Die erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 01-dichtungen für Drehkolbenmaschinen mit innerer Verbrennung.
• Solche Dichtungen werden mit Hilfe einer Feder zusammen mit einem O-Xing in eine umlaufende Oldichtnut eingesetzt, welche an der Seitenfläche (Axialdruckfläche) des Rotors vorgesehen sind.
• bekanntlich dienen diese Dichtungen dazu, das Ablecken von 01, welches sich an der Innenseite befindet, in Richtung der Brennkammer zu unterbinden und die sogenannte Pumpwirkung zu erzielen, d.h. das außen verbleibende Öl nach innen absuschaben.
• Um diesen beiden Anforderungen zu genügen, ist bereits eine 01-dichtung bekannt, deren Lippenfläche um einen Winkel α (nachfolgend als Lippenwinkel α bezeichnet) geneigt ist, vgl.
• Fig. 1. Diese bekannte Ausführungsform wird anhand der Fig. 1 erläutert, die einen Querschnitt der bekannten Öldichtung zeigt.
• Derartige Öldichtungen werden aus folgenden Grunden in beachtlichem Umfang verwendet: indem ein Lippenwinkel α an der Lippenfläche 2 der. Oldichtung gebildet ist, kann man einen scharfen Rand 21 am innersten Umfang der Lippenfläche 2 bilden. Somit kann die abdichtende Wirkung dadurch erhöht werden, daß man den Rand 21 in eitberührung mit der innenwand am Seitengehäuse der Rotationskolbenmaschine bringt. Ferner, wenn man einen Lippenwinkel 6( verwendet, kann die sogenannte geneigte Oberfläche" auf der Lippenfläche 2 hergestellt werden. Somit kann das 01, welches außerhalb der Oldichtung verbleibt, in den Abstandsraum einsickern, der zwischen der geneigten Oberfläche und der Innenwand des Seitengehäuses gebildet ist.
• Folglich wird Oldichtung 1 durch die Wirkung des einsickernden Öls unmittelbar von der Olnut angehoben, wobei das Ol seinerseits sofort zur Innenseite der Öldichtung 1 abgeschabt werden kann.
• Der scharfe Rand 21 der Öldichtung hat Jedoch die ieigung, eine, sich progressiv vergrößernde Oberfläche ou bilden, um auf der Innenwand des Seitengehäuses zu gleiten, wenn der Verschleiß fortschreitet. Deshalb fällt nach kurzer Zeit die ähigkeit des scharfen Randes, eine abdichtende Wirkung aussuüben, beachtlich ab und führt auch zu einem größeren Schmiermittel-Verbrauch.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden tMachteile eu vermeiden und eine nitrierte bzwo geschwefelte Schicht auf der Gleitfläche (einschließlich der Lippenfläche) auf der Oldichtung zu bilden, um einen besseren Widerstand gegen Verschleiß zu erreichen. Wenn man jedoch in diesem Fall die Oldichtung als Ganzes dem nitrieren oder Aufschwefeln unterwirft, um eine nitrierte oder verschwefelte Schicht zu bilden, so gibt die Dichtung doch keine guten Betriebsergebnisse, weil wegen der kleinen zulässigen tSterialstärke die Dichtung während des härtungsverfahrens deformiert wird.
• Verwendet man aber ein abweichendes Verfahren, um eine verschleißfeste Dichtung zu erhalten, um nach dem Nitrieren oder Verschwefeln der ganzen Dichtoberfläche die Dichtung anschlie-Bend zu bearbeiten, um die gewünschte Form zu erhalten, so ist die mechanische bearbeitung in diesem Zusammenaang sehr schwierig, weil eine gehärtete Schicht vorliegt. Die Lösung des gestellten Problems kann somit auch nicht auf diesem Wege erreicht werden.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren anzugeben, um die gehärtete Schicht lediglich auf der Lippenoberfläche einer derartigen Öldichtung zu bilden.
• Weiter bezweckt die Erfindung, ein brauchbares Verfahren ansugeben, um eine nitrierte oder geschwefelte Schicht lediglich auf der Lippenoberfläche einer derartigen Öldichtung zu bilden.
• Ausführungsformen der Erfindung sind in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
• Es zeigen Figuren 2, 3a, 3b, 4a und 4b der Fig. 1 ähnliche Darstellungen, jedoch von Zwischenerzeugnissen der Öldichtung und veranschaulichen die Arbeitsschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Fig. 5a und 5b jeweils eine, der Fig, 1 ähnliche Darstellung, jedoch der Oldichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und Figuren 6a und 6b ähnliche Darstellungen wie Figuren 5a und 5b, aber eines abweichendes Ausführungsbeispiels.
• Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im einzelnen anhand der Zeichnung erläutert. hierbei wird gemäß dem ersten Verfanrensschritt die ganze Oberfläche des als Oldichtung verwendeten lilaterials, welches ringförmig ist und einen rechteckigen Querschnitt hat, mit einem Uberzug versehen (insbesondere durch Plattieren bzw. durch einen galvanischen Uberzug), wobei als Uberzugsmaterial ein lçletall, wie Nickel, Kupfer oder Chrom verwendet wird, ein Metall, welches dem Angriff der ltemperatur widersteht, welche bei einem nitrier- oder Verschwefelungsverfahren notwendig ist und wobei dieses lletall selbst von dem Nitrier- bzw. Verschwefelungsschritt unbeeinflußt bleibt.
• hierbei ist erfindungsgemäß ermittelt worden, daß eine Dicke von etwa 0,05 mm des metalls für verschiedene Zwecke bereits ausreichen kann.
• Als zweiter Verfahrensschritt ist vorgesehen, daß derjenige eil des Metallüberzuges 4, welcher die Lippenfläche 31 des Oldichtungsmaterials 3, vgl. ilig. 2, bedeckt, durch Polieren oder Schleifen abgetragen wird, wie in Fig. 3a veranschaulicht.
• Bine wahlweise Austührungssorm sieht vor, daß lediglich der Teil des Metallüberzuges 4, welcher dem scharfen Randteil der Lippenoberfläche 31 entspricht, dem gleichen Verfahrensschritt unterworfen wird, d.h. abgeschliffen oder wegpoliert wird, sodaß der Werkstoff 32 nach außen hin freigelegt wird, wie in ig. 3b veranschaulicht.
• Dann wird der Werkstoff 3 der Oldichtung dem lmitrier- oder Aufschwefelungsverfahren unterworfen, um eine gehärtete Schicht 5, nämlich eine nitrierte oder verschwefelte Schicht 5 zu erhalten, wie in Figuren 4a und 4b angedeutet.
• Da im vorhergehenden Arbeitszustand die Oberfläche des Werkstoffes - mit Ausnahme der Oberfläche 31, die der Lippenfläche entspricht - mit einem Metall überzogen war, welches durch das Härtungsverfahren nicht beeinflußt wird, wird der Oberflächenteil, der lediglich der Lippenoberfläche entspricht, nitriert oder sulphurisiert, d.h. der Nitrierhärtung oder der Yerschwefelung unter Bildung einer zugehörigen gehärteten Oberflächenschicht unterworfen.
• in diesem Fall wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine gehärtete Schicht mit einer Dicke von 0,10 - 0,20 mm zu bilden, unter berücksichtigung des nachfolgenden Verfahrensschrittes.
• Bei dem letzten Verfahrensschritt wird der Werkstoff der 01-dichtung so behandelt, daß die Lippe einer Finish-Jiearbeitung unterworfen wird mit Ausnahme der nitrierten bzw. sulphurisierten Schicht. Gleichzeitig wird der, auf dem verbliebenen Oberflächenteil gebildete Metallüberzug 4 durch Polieren oder Abschleifen entfernt. Es wird ebenfalls ein anderes Behandlungsverfahren vorgenommen, einschließlich der Finish-Behandlung des Lippenwinkels, um die vorbestimmte Gestalt und den gewünschten Finish der Öldichtung 6, wie in Siguren 5a und 5b angedeutet, zu erhaltene Sin anderer Finish oder eine andere Endbearbeitung der Lippe kann durchgeführt werden, derart, daß lediglich die Gleitoberfläche von einer breite II, die mit der nitrierten oder sulphurisierten Schicht versehen ist, nicht bearbeitet wird. Diese Endbearbeitung wird bevorzugt, weil hierdurch eine harte Gleitfläche mit einer breite li gewonnen wird.
• Sofern erwünscht, kann der Metallüberzug 4 unbearbeitet bleiben, vgl. Fig. 6a, 6b. im einzelnen kann der rietallüberzug 4 auf der inneren und äußeren um-,angsfläche und auf der Rückfläche der gewonnenen Öldichtung verbleiben.
• jiei dieser Ausfuhrungsform der Erfindung können die innere und äußere umfangsfläche und die Rückfläche hinreichend verschleißfest sein, wenn der Metallübersug 4 aus Chrom odgl. besteht, der als solcher hinreichend verschleißfest ist.
• in diesem Zusammenhang wird jedoch erfindungsgemäß ein lçletallüberzug verwendet, der eine hinreichende Dicke bzw. eine hinreichende verbleibende Dicke für die nachfolgende behandlung bzw. bearbeitung hat.
• Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht ferner vor, daß ein ringförmiges Oldichtungsmaterial von rechtectigem Querschnitt vorher auf seinen drei Oberflächen mit metall überzogen wird, mit Ausnahme jedoch der Gleitfläche, sodaß ein Swischenerzeugnis, wie in Fig. 3a veranschaulicht, gewonnen Wird.
• Die nachfolgenden Verfanrensschritte entsprechen dann wieder den vorstehenden Yerfahrensschritten.
• bei dieser Ausführungsform ist zu beachten, daß die zugehörigen Yerfahrensschritte beachtlich vereinfacht werden können, da das Abtragen des £ietalluberzuges von einer Oberfläche, welche die Gleitoberfläche ist, entfällt.
• Aus vorstehendem ist insgesamt ersichtlich, daß man erfindungsgemäß in einfacher Weise eine Uldichtung herstellen kann, deren vorstehende Lippenfläche mit einer nitrierten oder sulphurisierten Schicht überzogen ist, welche ihrerseits einen hinreichenden Verschleißwiderstand der Öldichtung verleiht.
• Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Ausftihrungsform die Lippenfläche mit einem Lippenwinkel 0( gebildet bzw. geformt, um eine möglichst hohe härte am Randbereich zu erhalten, und diese Härte fällt progressiv in Richtung des Außenumfangs der bldichtung ab. Folglich kann ein scharfer Randbereich auf dem äußeren steil der inneren umlaufenden Fläche der Oldichtung auch beim Fortschreiten des Verschleißes gebildet bzw. beibehalten werden. Dieser scharfe Randteil, nämlich die sogenannte "Struktur der Verschleißstufe" gestattet, für eine längere betriebszeit einen hinreichenden Verschleißwiderstand beizubehalten, und dies ist eine wesentliche, bei den handelsüblichen Oldichtungen nicht vorhandene bzw. nicht zu erwartende, hervorragende zetriebscharakteristik der erfindungsgemäßen Oldichtung .

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   9 verfanren zur Herstellung einer ringförmigen, etwa einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Oldichtung für Drehkolbenmaschinen mit innerer verbrennung, insbesondere mit einer vorstehenden Lippenfläche bzw. randartigen Dichtlippe, wobei eine härtere Oberflächenschicht auf der Gleitfläche gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die ganze Oberfläche des Dichtbauteils mit wickel, kupfer und/oder Chrom überzogen wird, welche beim Verfahrensschritt der Metallhärtung einschließlich des iiitrierens und Verschwefelns bei der zugehörigen riemperatur nicht angegriffen werden, daß danach derjenige eil des Uberzugsmetalls, welches die Lippenfläche des Dichtbauteils bedeckt, teilweise oder vollständig abgetragen, z.X. abgeschliffen wird, danach die, vom Metallüberzug freie Lippenfläche einem Härteverfahren unterworfen und hier eine gehärtete Schicht gebildet wird und zuletzt das gewonnene Dichtbauteil einer Endbearbeitung bzw. einem Finish durch insbesondere mechanische zearbeitung unterworfen wird zur bildung der endgültigen Form der Oldichtung, bei der die gehärtete Schicht lediglich auf der Lippenfläche vorhanden ist.
2. 2. ~Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim vierten, bzw. letzten Arbeitsschritt derjenige lletallteil abgetragen, bzw. abgeschliffen wird, der mit Ausnahme der Gleitfläche selbst die Oberfläche des metallüberzogenen Öldichtbauteils bedeckt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zunächst die ganze Oberfläche des Dichtbamaterials, welches zwecks Bearbeitung im Anfangszustand von ringförmiger Gestalt und rechteckigem Querschnitt ist, mit einem lIetall überzogen wird, das aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus wickel, Kupfer und Chrom besteht, wobei dieses iVietall bei der Härtungstemperatur, einschließlich des lmitrierens und Aufschwefelns, vom aärtungsverfahren nicht angegriffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß danach derjenige lBletallteil abgetragen, z.B. abgeschliffen wird, der den scharfen Randteil der Xippenfläche des Dichtbauteils bedeckt, sodaß dieser Rand freigelegt wird und demach der metallbeschichtete Randteil einem, das netall härtenden Verfahren unterworfen wird, sodaß auf diesem Teil eine gehartete Schicht gebildet wird und daß dann die Lippenfläche einer Endbearbeitung bzw. einem Binish, mit Ausnahme ihrer Gleitfläche, unterworfen wird und ferner das Dichtbauteil durch bearbeitung in seine endgültige Gestalt gebracht wird, wobei die gehärtete Schicht auf dem Randteil der Lippenfläche verbleibt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge des vierten bzw. letzten Verfahrensschrittes derjenige Metallteil abgetragen, insbesondere abgeschliffen wird, der mit Ausnahme der Lippenfläche die Oberfläche des beschichteten Oldichtbauteils bedeckt.
5. 5. Verfahren insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Ausnahme der Lippenfläche ein Teil der Oberfläche des, als Ausgangsprodukt verwendeten Dichtbauteils mit pickel, supfer und/oder Chrom bedeckt wird, die bei der Härtungstemperatur, einschließlich des lmitrierens und Verschwefelns nicht angegriffen werden, daß danach die Lippenfläche gehärtet und auf ihr eine gehärtete Schicht gebildet wird und dann das Dichtbauteil einer Endbearbeitung bzw. einem Sinish unterworfen wird, um die Oldichtung vorbestimmter Gestalt zu gewinnen, mit der gehärteten Schicht lediglich auf der Lippenfläche.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige metallteil abgetragen bzw. abgeschliffen wird, der mit Ausnahme der Lippenfläche diesen flleil der Oberfläche des, mit dem Ueberzug versehenen Oldichtbauteils bedeckt.

   L e e rs e j t e