包含磨損指示器的活塞環(huán)制造技術(shù)

一種包含磨損指示器(42)的活塞環(huán)(2)，其包括具有外表面(6)、上環(huán)側(cè)壁(8)和下環(huán)側(cè)壁(10)的活塞環(huán)體(4)，其中所述活塞環(huán)體(4)的外表面(6)配有向外突出高度(h)的結(jié)構(gòu)(14)，其中在所述外表面(6)上鍍覆有覆蓋所述突出結(jié)構(gòu)(14)的磨損防護(hù)層(12)，其中所述磨損防護(hù)層(12)的厚度(D)在所述突出結(jié)構(gòu)(14)的區(qū)域內(nèi)減小了所述突出結(jié)構(gòu)的高度(h)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】包含磨損指示器的活塞環(huán)
本專利技術(shù)涉及一種活塞環(huán)，在其外部滑動面上具有磨損指示器。
技術(shù)介紹
活塞環(huán)自內(nèi)燃機(jī)制造之日起就為人所熟知。在大型內(nèi)燃機(jī)中，需要定期通過目檢或者通過滑動面涂層的層厚測量來檢查活塞環(huán)的磨損情況。但使用者經(jīng)常因位置所限而難以進(jìn)行可靠的評估。此外，內(nèi)燃機(jī)制造商越來越多地使用因狀態(tài)而異的維護(hù)措施來取代標(biāo)準(zhǔn)檢查周期。這樣就會更容易達(dá)到內(nèi)燃機(jī)構(gòu)件和活塞環(huán)的磨損極限。迄今為止是通過目檢或者通過層厚測量來評估活塞環(huán)的。通過目檢評估難以獲得有關(guān)滑動面涂層的尚存剩余層厚的信息。而在安裝狀態(tài)下通過層厚測量進(jìn)行檢查時，測量誤差經(jīng)常很大。和所有其他機(jī)械部件一樣，活塞環(huán)同樣也會受到磨損。目前尚無法在無需將活塞環(huán)從活塞的活塞環(huán)槽取出的情況下，簡單地測定活塞環(huán)的磨損情況。同樣已知的是使用專門的磨損防護(hù)層來應(yīng)對活塞環(huán)的磨損。例如，EP1409896或US5901963(A)公開過包含磨損防護(hù)層的活塞環(huán)。EP1409896與US5901963(A)中的磨損防護(hù)層均如此設(shè)計，使其足以度過活塞環(huán)的整個計劃使用壽命。因此，上述文獻(xiàn)中未設(shè)置能夠指示活塞環(huán)的磨損情況的磨損指示器。然而，可以在計劃的維護(hù)周期中對活塞的磨損進(jìn)行檢查。目前尚無法在不將活塞從氣缸中拆下的情況下確定活塞環(huán)的磨損情況。因此，需要提供一種活塞環(huán)，采用這種活塞環(huán)后便能在無需將活塞環(huán)從活塞環(huán)槽中取出或者無需將活塞從氣缸或內(nèi)燃機(jī)中取出的情況下，確定活塞環(huán)磨損度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的這一難題。根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，本專利技術(shù)提供一種包括磨損指示器的活塞環(huán)。所述活塞環(huán)包括外表面。所述活塞環(huán)的外表面配有向外突出高度h的結(jié)構(gòu)。在所述外表面上鍍覆有覆蓋所述突出結(jié)構(gòu)的磨損防護(hù)層，其中所述磨損防護(hù)層的厚度在所述突出結(jié)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)減小了突出結(jié)構(gòu)的高度。所述磨損防護(hù)層的厚度大于，但至少等于突出結(jié)構(gòu)的高度。此外，還可設(shè)置內(nèi)表面以及普通的活塞環(huán)口。隨著磨損防護(hù)層的磨損加重，其厚度減小，直至能夠看到磨損防護(hù)層下方的突出結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)涉及的是經(jīng)涂布的環(huán)體，尤指滑動面在涂布完畢后尚需后續(xù)加工。在環(huán)體制造過程中，在涂布前在滑動面輪廓上的頂點處擰入或設(shè)置例如一個磨損指示楔。在內(nèi)燃機(jī)運行過程中，所述滑動面涂層發(fā)生磨損，直至露出所述磨損指示楔。在檢查中，使用者可以很容易地看到磨損指示楔的存在，從而推斷出環(huán)體的剩余層厚。磨損指示楔的露出對內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)而言，所帶來的問題遠(yuǎn)小于滑動面涂層的完全磨損。本專利技術(shù)適用于定期進(jìn)行活塞環(huán)磨損檢查的所有場合。本專利技術(shù)特別適用于2相工業(yè)內(nèi)燃機(jī)，因為在此情況下無需拆卸活塞即可觀察到其活塞環(huán)的外側(cè)。本專利技術(shù)同樣可應(yīng)用于4相內(nèi)燃機(jī)或壓縮機(jī)。在所述活塞環(huán)的一種示例性的實施方式中，所述向外突出一定高度的結(jié)構(gòu)包括不同于用來制造活塞環(huán)體的材料的材料。這種實施方式能夠以簡單的方式通過涂布法來鍍覆突出結(jié)構(gòu)，這樣比從活塞環(huán)體上加工出該結(jié)構(gòu)更加簡單。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述向外突出一定高度h的結(jié)構(gòu)包括某種材料，其機(jī)械特性對應(yīng)所述磨損防護(hù)層的機(jī)械特性。由此可以將磨損指示器集成到磨損防護(hù)層中，而不會造成負(fù)面的效果。如果所述突出結(jié)構(gòu)具有與磨損防護(hù)層相似的材料特性，并且能夠相應(yīng)較好地與其相連，那么所述突出結(jié)構(gòu)和磨損指示器的缺點就會較少。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述突出結(jié)構(gòu)的材料的顏色不同于所述磨損防護(hù)層的材料。這種顏色對比能夠讓人們方便地確定是否能在磨損的活塞環(huán)表面上看到所述突出結(jié)構(gòu)和磨損指示器。因此無需僅觀察結(jié)構(gòu)的差異。這與所述突出結(jié)構(gòu)是否由與活塞環(huán)體相同的材料制成或是否包括第三種材料無關(guān)。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述磨損防護(hù)層的滑動面設(shè)計為大體上比所述突出結(jié)構(gòu)的高度h更光滑。其中，所述滑動面以及磨損后的滑動面的表面粗糙度應(yīng)小于突出結(jié)構(gòu)的高度h，因為否則無法識別出磨損。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述突出結(jié)構(gòu)的高度h小于所述磨損防護(hù)層厚度D的1/5，優(yōu)選小于1/8，進(jìn)一步優(yōu)選小于1/10。在所述突出結(jié)構(gòu)的高度h大約對應(yīng)厚度D的1/2的情況下，所述磨損指示器可以用于觀察防護(hù)層磨損情況的進(jìn)展。在所述突出結(jié)構(gòu)的高度h大約對應(yīng)厚度D的1/5的情況下，所述磨損指示器可以用于較早地顯示磨損情況，其中活塞環(huán)仍可用于后續(xù)的使用。從而可以提前購置備件，并在下一次維護(hù)周期時裝入活塞環(huán)。在所述突出結(jié)構(gòu)的高度h大約對應(yīng)厚度D的1/8的情況下，所述磨損指示器可以用于較早地顯示磨損情況，而所述磨損仍能維持后續(xù)使用直至備件的采購。這對于2相內(nèi)燃機(jī)而言尤其有意義，因為在此情況下無需拆除活塞即可通過氣缸中的控制槽口來觀察活塞環(huán)。在所述突出結(jié)構(gòu)的高度h大約小于厚度D的1/10的情況下，所述磨損指示器僅可用作需要立即更換活塞環(huán)的指示器和警告，因為不建議再繼續(xù)進(jìn)行使用。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述突出結(jié)構(gòu)的寬度B比所述突出結(jié)構(gòu)的高度h大10倍，優(yōu)選大50倍，進(jìn)一步優(yōu)選大70倍。所述突出結(jié)構(gòu)及磨損指示器應(yīng)當(dāng)易于識別。從而所述突出結(jié)構(gòu)的寬度需要至少為0.1mm。該尺寸在突出結(jié)構(gòu)的高度通常為0.03mm的情況下形成了上述的尺寸比例。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述突出結(jié)構(gòu)從外表面出發(fā)向外逐漸變窄。由此可以使得所述磨損指示器還能夠提供有關(guān)磨損度的信息。磨損防護(hù)層的磨損表面上的所述突出結(jié)構(gòu)越寬，那么磨損防護(hù)層的剩余厚度就越小。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述突出結(jié)構(gòu)的高度h在0.01mm和0.1mm之間。所述高度h優(yōu)選在0.02mm和0.06mm之間。所述高度h進(jìn)一步優(yōu)選在0.03mm和0.04mm之間。這些尺寸取決于相應(yīng)的應(yīng)用目的，其中較大的數(shù)值適合于大型內(nèi)燃機(jī)，而較小的數(shù)值則可應(yīng)用于小型內(nèi)燃機(jī)。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述突出結(jié)構(gòu)的寬度B在0.1mm和5mm之間。所述寬度B優(yōu)選在0.5mm和3mm之間。所述寬度B進(jìn)一步優(yōu)選在1mm和2mm之間。在活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述突出結(jié)構(gòu)的寬度B在0.04mm和0.08mm之間。此類較小的突出結(jié)構(gòu)僅能使用相應(yīng)的光學(xué)儀器如放大鏡或顯微鏡來進(jìn)行驗證。較小的突出結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于磨損指示器對于磨損防護(hù)涂層的影響較小。此類較薄的突出結(jié)構(gòu)和磨損指示器應(yīng)具有較大的長度或指定的圖案，以便更好地識別出磨損指示器。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，未磨損狀態(tài)下所述磨損防護(hù)層的厚度D在0.1mm和1mm之間。所述磨損防護(hù)層的厚度D優(yōu)選在0.2mm和0.6mm之間。所述磨損防護(hù)層的厚度D進(jìn)一步優(yōu)選在0.3mm和0.4mm之間。所述磨損防護(hù)層的其他厚度可視具體的應(yīng)用而定。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述突出結(jié)構(gòu)為階梯狀。階梯狀的結(jié)構(gòu)使得能夠借助例如可見結(jié)構(gòu)的寬度來確定磨損防護(hù)層的磨損程度。在所述活塞環(huán)的另一示例性的實施方式中，所述突出結(jié)構(gòu)構(gòu)成摩爾斯電碼或文字。指示器也可采用數(shù)字和單位來顯示磨損防護(hù)層的剩余厚度，具體方式是由各數(shù)字構(gòu)成高度不同的結(jié)構(gòu)，其中通過所露出的相應(yīng)最小的數(shù)字來表示剩余厚度。此外，摩爾斯電碼的優(yōu)點在于其具有十分小的尺寸。在突出結(jié)構(gòu)的尺寸較小的情況下，即使磨損防護(hù)層的表面上露出了所述突出結(jié)構(gòu)，也不會對磨損防護(hù)層造成顯著的影響。相比例如環(huán)繞的線條，具有較小或點狀中斷的磨損本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種包含磨損指示器(42)的活塞環(huán)(2)，包括，具有外表面(6)的活塞環(huán)體(4)，其中所述活塞環(huán)體(4)的外表面(6)配有向外突出高度(h)的結(jié)構(gòu)(14)，其中在所述外表面(6)上鍍覆有覆蓋所述突出結(jié)構(gòu)(14)的磨損防護(hù)層(12)，其中所述磨損防護(hù)層(12)的厚度(D)在所述突出結(jié)構(gòu)(14)的區(qū)域內(nèi)減小了所述突出結(jié)構(gòu)的高度(h)。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.04.04 DE 102013205912.41.一種包含磨損指示器(42)的活塞環(huán)(2)，包括，具有外表面(6)的活塞環(huán)體(4)，其中所述活塞環(huán)體(4)的外表面(6)配有向外突出高度(h)的突出結(jié)構(gòu)(14)，其中在所述外表面(6)上鍍覆有覆蓋所述突出結(jié)構(gòu)(14)的磨損防護(hù)層(12)，其中所述磨損防護(hù)層(12)的厚度(D)在所述突出結(jié)構(gòu)(14)的區(qū)域內(nèi)減小了所述突出結(jié)構(gòu)的高度(h)，其中所述突出結(jié)構(gòu)(14)從所述外表面(6)出發(fā)向外逐漸變窄；其中所述高度(h)小于所述厚度(D)的1/5。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)(2)，其中所述突出結(jié)構(gòu)(14)包括不同于用來制成所述活塞環(huán)體(4)的材料的材料(44)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)(2)，其中所述突出結(jié)構(gòu)(14)包括機(jī)械特性對應(yīng)所述磨損防護(hù)層(12)的機(jī)械特性的材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活塞環(huán)(2)，其中所述突出結(jié)構(gòu)(14)的材料的顏色不同于所述磨損防護(hù)層(12)的材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)(2)，其中所述磨損防護(hù)層(12)的滑動面(16)比所述突出結(jié)構(gòu)(14)的高度(h)更光滑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)(2)，其中所述高度(h)小于所述厚度(D)的1/8。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)(2)，其中所述高度(h)小于所述厚度(D)的1/10。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)(2)，其中所述突出結(jié)構(gòu)(14)的寬度(B)比所述高度(h)大10倍。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)(2)，其中所述突出結(jié)構(gòu)(14)的寬度(B)比所述高度(h)大50倍。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)(2)，其中所述突出結(jié)構(gòu)(14)的寬度(B)比所述高度(h)大70倍。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)(2)，其中所述突出結(jié)構(gòu)(14)由所述活塞環(huán)體(4)的材...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：弗蘭克·內(nèi)森，彼得·施密特，
申請(專利權(quán))人：聯(lián)邦摩高布爾沙伊德公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE