Die Erfindung betrifft einen Kompressionskolbenring.

Die EP 2 206 909 A1 offenbart eine Kolbenvorrichtung für Verbrennungsmotoren, umfassend einen ersten und einen zweiten Kompressionsring, wobei der zweite Kompressionsring schlitzseitig eine Kerbe aufweist. Die Lauffläche kann hierbei konisch ausgebildet sein.

Durch die EP 1 413 806 A1 ist ein Stahlkolbenring bekannt geworden, beinhaltend eine Lauffläche unterschiedlicher geometrischer Kontur, eine innere Umfangsfläche, eine obere sowie eine untere Flankenfläche. Der gerundet ausgebildete Übergangsbereich von der Lauffläche in die untere Flankenfläche wird mit einer Ausnehmung von etwa quadratformiger oder gerundeter Kontur versehen.

Allgemein bekannt ist, bei verchromten Kolbenringen obere und untere Kanten an den Laufflächen, respektive Verrundungen, vorzusehen, durch welche Ausbrüche der verschleißfesten Schichten vermieden werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kompressionskolbenring bereitzustellen, der eine vorgebbare Laufflächengeometrie aufweist, wobei es unabhängig von der aufgebrachten verschleißfesten Schicht nicht zu Ausbrüchen in den Übergangsbereichen Lauffläche - Flankenflächen kommen soll. Die Einbringung von Kanten an den Laufflächen soll hierbei entbehrlich sein.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Kompressionskolbenring mit einer Lauffläche, einer inneren Umfangsfläche sowie dazwischen verlaufenden oberen und unteren Flankenflächen, wobei im Bereich der unteren Flankenfläche laufflächenseitig eine Schwachminute < 30' mit einer axialen Höhe von 10 - 30 %, bezogen auf die gesamte Laufflächenhöhe, angearbeitet ist, die in eine, in Richtung der oberen Flankenfläche verlaufende, zwischen 90 und 200' betragende Minute übergeht und wobei auf der gesamten Lauffläche eine dünne verschleißfeste Schicht mit einer Dicke zwischen 0,1 und < 20 μιη, insbesondere 4 - 6 μιη, abgeschieden ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Während die Minute einen Winkel ß zwischen 90 und 200' aufweist, hat die Schwachminute einen Winkel α < 20'. Die Schwachminute erstreckt sich vorteilhafterweise über eine axiale Höhe von 10 - 30% der gesamten Lauffläche des Kompressionskolbenrings.

Die Dicke der verschleißfesten (dünnen) Schicht beträgt, einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, zwischen 0,1 und < 20 μιη. Bevorzugte Schichtdicken sind im Bereich zwischen 4 und 6 μιη angesiedelt.

An verschleißfesten Schichten können neben Chromschichten auch PVD-, CVD- und/oder DLC-Schichten zum Einsatz gelangen. Sämtlichen Beschichtungsarten ist gemein, dass sie in Dünnschichttechnik erzeugt werden können.

Die an der Lauffläche angeformte Schwachminute im Bereich der unteren Flankenfläche dient einem verbesserten Lichtspaltverhalten.

Die Lauffläche des Kompressionskolbenrings soll bevorzugt mit einer Chromschicht < 10 μιη versehen werden.

Wie eingangs angesprochen, bedingen Chromschichten bei ihrer Abscheidung in den Übergangsbereichen der Flankenflächen in die Lauffläche sog. Ausbuchtungen. Um dies auffangen zu können, wurden bisher in diesen Übergangsbereichen in radialer Richtung verlaufende Kanten an den Laufflächen angeformt, in die dann die Chromschicht einläuft. Da beim Erfindungsgegenstand derartige Kanten nicht mehr notwendig sind, kann hierbei die Gesamthöhe des Kolbenrings noch reduziert werden.

Von weiterem Vorteil ist, dass die Übergangsbereiche obere/untere Flankenfläche - Lauffläche der verschleißfesten Schicht, insbesondere durch Bürsten geringfügig verrundet ausgebildet sind.

Mit dem Erfindungsgegenstand ist es ebenfalls möglich, die Pivot-Punktlage möglichst nahe an der Unterkante der Lauffläche zu positionieren, so dass Ölverbräuche besser kontrolliert werden können.

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

Die einzige Figur zeigt einen Kompressionskolbenring 1 , mit einer Lauffläche 2, einer inneren Umfangsfläche 3, einer oberen Flankenfläche 4 sowie einer unteren Flankenfläche 5. Die konisch ausgebildete Lauffläche 2 beinhaltet eine, im Bereich der unteren Flanke 4 beginnende Schwachminute a, die in eine, in Richtung der oberen Flankenfläche 3 verlaufende Minute ß ausläuft. Der besseren Übersicht halber sind die Minuten α, ß überzeichnet dargestellt.

Die Schwachminute α hat eine Höhe h von etwa 15% der Gesamthöhe H des Kompressionskolbenrings 1 . Die Schwachminute α dient im Einbauzustand des Kompressionskolbenrings 1 für ein verbessertes Lichtspaltverhalten. Der Kompressionskolbenring 1 soll in diesem Beispiel als Guss- oder Stahlring ausgebildet sein, wobei natürlich auch Stahlguss-Kolbenringe denkbar sind.

Die Schwachminute α soll in diesem Beispiel etwa 20' betragen, während die Minute in diesem Beispiel 150' betragen soll. Die Lauffläche 2 ist über ihre gesamte Höhe H mit einer verschleißfesten Dünnschicht 6 versehen. In diesem Beispiel soll die verschleißfeste Schicht 6 als Chromschicht mit einer Schichtdicke von 8 μιη ausgebildet sein. In den Übergangsbereichen 7, 8 einerseits von der oberen Flankenfläche 4 in die Lauffläche 2 und andererseits von der unteren Flankenfläche 5 in die Lauffläche 2 kann bedarfsweise eine Verrundung der verschleißfesten Schicht 6 vorgenommen werden. Dies kann bedarfsweise durch Bürsten oder dergleichen erfolgen.

Mit dem Erfindungsgegenstand wird eine an den jeweiligen Twistwinkel des Kompressionskolbenrings 1 angepasste Laufflächenkonizität erzeugt, so dass eine gleichmäßige Pivot-Punktlage über den gesamten Umfang erreicht wird. Die Pivot- Punktlage steuert entscheidend das Funktionsverhalten eines Kolbenrings im Motor. Bei dem Kompressionskolbenring 1 soll der Pivot-Punkt P laufflächenseitig im Bereich der unteren Flankenfläche 5 vorgesehen sein.