DE102005002315A1

DE102005002315A1 - Beschichtete Teleskopschiene

Info

Publication number: DE102005002315A1
Application number: DE102005002315A
Authority: DE
Inventors: Markus Geberzahn; Maria Grasso
Original assignee: Accuride International GmbH
Current assignee: Accuride International GmbH
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2025-01-18
Also published as: DE102005002315B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Teleskopschiene mit wenigstens zwei gegeneinander verfahrbar angeordneten Schienenelementen mit einem Grundkörper aus Stahl oder Edelstahl. Um eine Teleskopschiene insbesondere für den Lebensmittelbereich und für den Einsatz in Backöfen bereitzustellen, die wenigstens im sichtbaren Bereich beständiger gegen Verschmutzungen und leichter zu reinigen ist als herkömmliche Teleskopschienen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß wenigstens eines der Schienenelemente auf der Oberfläche wenigstens abschnittsweise eine Beschichtung aus Email aufweist und dieses wenigstens eine die Beschichtung aus Email aufweisende Schienenelement zwischen dem Grundkörper aus Stahl oder Edelstahl und unter der Beschichtung aus Email eine Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Teleskopschiene mit wenigstens zwei gegeneinander verfahrbar angeordneten Schienenelementen mit einem Grundkörper aus Stahl oder Edelstahl.

Teleskopschienen werden in den verschiedensten Anwendungsbereichen zum Führen von Einschüben, wie Schubladen, Elektronikschränken, Backöfen, Geschirrspülmaschinen, Kühlschränken usw. eingesetzt. Je nach Anwendungsbereich werden an die Teleskopführungen unterschiedliche Anforderungen gestellt, wie Belastbarkeit, Auszugslänge, Gleitverhalten, Form, Größe, Montage, Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit. Insbesondere beim Einsatz in Backöfen oder Kühlschränken, aber auch in anderen Bereichen, wo die Teleskopschienen an Orten der Lebensmittelherstellung oder Lebensmittellagerung eingesetzt werden, kommen noch Anforderungen an die Lebensmittelechtheit und -unbedenklichkeit hinzu. Darüber hinaus spielt die Reinigungsfähigkeit in diesen Bereichen eine wichtige Rolle.

Teleskopschienen bestehen aus zwei oder mehr länglichen Schienenelementen, die in Längsrichtung gegeneinander verfahrbar bzw. gleitend gelagert sind. Im wesentlichen unterscheidet man zwischen kugel- oder walzen- bzw. rollengelagerten Teleskopschienen einerseits und Gleitschienen andererseits. Kugel- oder walzen- bzw. rollengelagerte Teleskopschienen bieten ein ruhiges und leichtgängiges Laufverhalten. Die Anzahl der Kugeln oder Walzen bzw. Rollen, über die zwei Schienenelemente gegeneinander verfahrbar gelagert sind, hängt im wesentlichen von den Anforderungen an die Belastbarkeit, die Auszugslänge und das geforderte Gleitverhalten ab. Bei Kugellagern werden die Kugeln zwischen zwei Schienenelementen üblicherweise durch Kugelkäfige in einer relativen Position zueinander gehalten, um ein Auseinanderlaufen der Kugeln zu verhindern. Um ein leichtgängiges und möglichst geräuscharmes Gleiten der Schienenelemente zu gewährleisten, werden die Kugel- oder Walzenlager und die entsprechenden Laufflächen an den Schienenelementen mit Schmiermitteln versehen. Die Schmiermittel werden bei der Herstellung der Teleskopschienen in die Kugel- oder Walzenlager eingebracht und sollen in der Regel die gesamte Lebensdauer der Teleskopschiene überdauern, ohne daß ein Nachschmieren erforderlich ist. Insbesondere bei Teleskopschienen, die in Backöfen eingesetzt werden, müssen die Schmiermittel hohe Anforderungen an die Lebensmittelechtheit und Hitzebeständigkeit erfüllen. Bei herkömmlichen Backöfen müssen die Schmiermittel bis zu Temperaturen von etwa 300 °C stabil sein und ihre Schmiereigenschaften beibehalten. Bei modernen Backöfen mit Pyrolysereinigung werden die Schienen zur Reinigung des Backofens sogar regelmäßig für Zeiträume von ein bis drei Stunden Temperaturen bis zu 500 °C ausgesetzt. Nur wenige Schmiermittel halten Temperaturen bis 300 °C stand und erfüllen gleichzeitig die Anforderungen an die Lebensmittelechtheit und gesundheitliche Unbedenklichkeit. Für Temperaturen bis 500 °C gibt es derzeit keine geeigneten Schmiermittel, die gleichzeitig auch für den Lebensmittelbereich zugelassen sind.

Bei Gleitschienen werden die Schienenelemente ohne Kugel- oder Walzenlager an Gleitflächen der Schienenelemente unmittelbar gegeneinander verschoben. Gleitschienen bieten üblicherweise nicht die Leichtgängigkeit von kugel- oder walzengelagerten Teleskopschienen. Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften können auch Gleitschienen mit Schmiermitteln versehen sein, die jedoch gerade beim Einsatz in Backöfen ebenfalls die oben genannten hohen Anforderungen an Lebensmittelechtheit, gesundheitliche Unbedenklichkeit und Temperaturbeständigkeit erfüllen müssen.

Teleskopschienen, die verhältnismäßig hohen Belastungen ausgesetzt sind, werden üblicherweise aus Stahl hergestellt, unabhängig davon, ob sie als kugel- oder walzengelagerte Teleskopschienen oder als Gleitschienen ausgebildet sind. Ein Nachteil von Teleskopschienen aus Stahl im Backofenbereich ist die Oxidation oder Zunderbildung auf den Oberflächen der Schienenelemente oder auch der Kugeln oder Walzen bei hohen Temperaturen. Die Veränderung der Oberflächen durch Oxidation und Zunderbildung führt zu einer Verschlechterung der Gleiteigenschaften der Teleskopschienen im Laufe der Zeit. Des weiteren verfärben sich Teleskopschienen aus Stahl ungleichmäßig, was nicht zuletzt aus ästhetischen Gründen unerwünscht ist. Diese Probleme treten insbesondere bei Teleskopschienen in Pyrolysebacköfen auf, die zeitweilig mit sehr hohen Temperaturen bis 500 °C betrieben werden. Darüber hinaus verschmutzen die Oberflächen der Schienenelemente im Backofenbereich sehr leicht. Im Betrieb schlagen sich Fette und andere Stoffe aus dem Gargut auf den Schienenelementen nieder und werden im Laufe der Zeit in das Material eingebrannt, so daß sie sich nur sehr mühsam oder gar nicht mehr entfernen lassen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, eine Teleskopschiene insbesondere für den Lebensmittelbereich und für den Einsatz in Backöfen bereitzustellen, bei der die vorgenannten Nachteile überwunden werden und die wenigstens im sichtbaren Bereich beständiger gegen Verschmutzen und leichter zu reinigen sind als herkömmliche Teleskopschienen.

Diese Aufgabe wird durch eine Teleskopschiene der eingangs genannten Art gelöst, bei der wenigstens eines der Schienenelemente auf der Oberfläche wenigstens abschnittsweise eine Beschichtung aus Email aufweist und dieses wenigstens eine die Beschichtung aus Email aufweisende Schienenelement zwischen dem Grundkörper aus Stahl oder Edelstahl und unter der Beschichtung aus Email eine Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung aufweist.

Grundsätzlich ist die Verwendung von Email als schmutzabweisende und gut zu reinigende Oberflächenbeschichtung seit langem bekannt, wie beispielsweise in Küchenspülbecken, in Bade- und Duschwannen und auf Geschirr. Email besitzt in der Regel eine sehr glatte, geschlossene Oberfläche, weshalb es Verunreinigungen schlecht aufnimmt und gut zu reinigen ist. Email ist ein glasartiges Material, das zwar sehr hart ist, aber spröde. Bei der Verwendung von Email als Beschichtung von großen, glatten Oberflächen, die keinen extremen mechanischen und/oder thermischen Belastungen oder Belastungswechseln ausgesetzt sind, wie bei den oben beispielhaft beschriebenen Anwendungen, haben die Härte und die Sprödigkeit von Email keine wesentlichen Nachteile. Bei Schlagbelastung mit harten und kantigen Gegenständen können zwar Abplatzer an der Oberfläche auftreten, im normalen Gebrauch sind solche Emailoberflächen jedoch sehr lange haltbar.

Teleskopschienen werden, insbesondere wenn sie zum Führen von Gargutträgern im Backofenbereich eingesetzt werden, sehr starken mechanischen und thermischen Belastungen und Belastungswechseln ausgesetzt. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben sich nun die Aufgabe gestellt, eine gegen Verschmutzung beständige bzw. leicht zu reinigende Teleskopschiene für den Backofenbereich zu entwickeln. Hierfür sollten wenigstens diejenigen Oberflächen der Teleskopschienen diese schmutzabweisenden bzw. leicht zu reinigenden Eigenschaften aufweisen, die im Betrieb besonders stark den Verschmutzungen durch sich ablagernde Fette und Gargutspritzer ausgesetzt und die für den Benutzer sichtbar angeordnet sind.

Als schmutzabweisende bzw. leicht zu reinigende Oberflächenbeschichtung ist beispielsweise die Verwendung einer PTFE-Beschichtung auf Teleskopschienen beschrieben. Andere Beschichtungen sind ebenfalls für diesen und andere Anwendungszwecke bekannt. Email, das als schmutzabweisende bzw. leicht zu reinigende Oberflächenbeschichtung bei anderen Anwendungen als Teleskopschienen bekannt ist, wurde bislang noch nicht erfolgreich auf Teleskopschienen eingesetzt. Erste Versuche der Erfinder der vorliegenden Anmeldung mit Emailbeschichtungen auf herkömmlichen Teleskopschienen aus Stahl, wie sie üblicherweise eingesetzt werden, lieferten keine guten Ergebnisse, da die Emailbeschichtungen auf herkömmlichen Teleskopschienenelementen aus Stahl unter den Belastungen im praktischen Einsatz nicht in zufriedenstellender Weise standhielten. Insbesondere wiesen die Emailbeschichtungen schlechte Haftung auf dem Substrat auf. Die starken mechanischen und thermischen Belastungen und Belastungswechsel in verschiedenen Testläufen, die routinemäßig an Teleskopschienen durchgeführt werden, führten zu Abplatzern der Emailbeschichtung. Die dadurch freigelegten Oberflächen der Schienenelemente aus Stahl waren somit an diesen Stellen der Korrosion ausgesetzt. Darüber hinaus führten die Abplatzer schnell zu einem unerwünschten Erscheinungsbild.

Überraschenderweise haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung gefunden, daß die Haftung einer Beschichtung aus Email auf Schienenelementen mit einem Grundkörper aus Stahl oder Edelstahl erheblich verbessert werden kann, wenn zwischen dem Grundkörper aus Stahl oder Edelstahl und unter der Beschichtung aus Email eine Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung angeordnet ist. Die Haftung der Beschichtung aus Email und damit die Vermeidung von Abplatzern bei mechanischer und thermischer Belastung und Belastungswechseln wurden durch das Vorsehen einer solchen Zwischenschicht deutlich verbessert.

Der Begriff "Zwischenschicht" aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung bedeutet im Zusammenhang dieser Erfindung nicht, daß im gesamten Oberflächenbereich des Schienen elementes über der Zwischenschicht eine weitere Beschichtung vorgesehen sein muß. Vielmehr können auch Bereiche der Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung nach außen freiliegen und in diesem Bereich die äußerste Oberflächenbeschichtung der Schienenelemente darstellen. Lediglich in den Oberflächenbereichen, wo auf den Schienenelementen eine Beschichtung aus Email oder gegebenenfalls auch eine andere Beschichtung vorgesehen ist, ist die Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung zwischen dem Grundkörper des Schienenelementes und der äußersten Beschichtung angeordnet.

Die Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung hat gleichzeitig mehrere Vorteile. Zum einen verbessert sie die Haftung der Beschichtung aus Email auf dem Substrat deutlich gegenüber Schienenelementen aus Stahl ohne diese Zwischenschicht. Darüber hinaus liefert sie auch einen Korrosionsschutz für den Grundkörper aus Stahl und zwar sowohl in den Oberflächenbereichen, die mit einer Beschichtung aus Email oder einer anderen Beschichtung als äußerste Schicht versehen sind als auch insbesondere in den Bereichen, in denen die Schicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung die äußerste Oberflächenschicht darstellt. Die Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung löst somit gleichzeitig zwei Probleme, indem sie eine Haftungsverbesserung für die Beschichtung aus Email und hervorragenden Korrosionsschutz liefert.

Email ist eine durch völliges oder teilweises Schmelzen entstandene glasartige Masse mit einer anorganischen, im wesentlichen aus Oxiden bestehenden Zusammensetzung, die in einer oder mehreren Schichten mit verschiedenen Zusätzen aufgetragen und danach bei Temperaturen über 450 °C geschmolzen wird. Grundstoffe für die Emaillierung sind Emailfritten, die durch Schmelzen eines Rohstoffgemenges aus Quarz, Feldspat, Borax, Soda, Pottasche, Aluminiumoxid und haftungsbildenden Metalloxiden bei Temperaturen von etwa 1200 °C und Abschrecken der Schmelze hergestellt werden. Durch Emaillierung werden die Festigkeit und Stabilität des korrosionsanfälligen Metalls mit der Härte, chemischen Widerstandsfähigkeit und Temperaturbeständigkeit von Glas kombiniert. Je nach Metallart und Materialstärke werden Emails bei Temperaturen von 550 °C bis über 900 °C eingebrannt. Während des Einbrennprozesses laufen zwischen Metall und Email chemische Reaktionen ab. Im Grenzbereich zwischen Metall und Email verbinden sich beide Werkstoffe. Email bietet einen hervorragenden Oberflächenschutz, Glanz, Glätte, Farb- und Temperaturbeständigkeit. Auch extreme Temperaturwechsel überstehen die meisten Emaillierungen gut, so daß sich die Emailbeschichtung besonders in Backöfen und ganz besonders in Pyrolysebacköfen eignet. Darüber hinaus sind Emailbeschichtungen durch verschiedene bekannte Verfahren inzwischen preiswert und mit hohem Automatisie rungsgrad auch auf schlecht zugänglichen Oberflächen herstellbar. Der erfindungsgemäße Überzug aus Email auf Teleskopschienen eignet sich auch ganz besonders für den Lebensmittelbereich, da Email lebensmittelecht und gesundheitlich unbedenklich ist. Ein weiterer Vorteil von Emailüberzügen für Teleskopschienen besteht darin, daß sich Emailüberzüge kaum oder gar nicht verfärben und eine individuelle Farbgebung erlauben.

Zur Bereitstellung eines umfassenden Korrosionsschutzes, der nicht nur auf die Bereiche mit einer Beschichtung aus Email beschränkt ist, ist es besonders bevorzugt, wenn die Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung über der gesamten bzw. im wesentlichen der gesamten Oberfläche des Grundkörpers aus Stahl oder Edelstahl des Schienenelementes vorgesehen ist. Schienenelemente für Teleskopschienen werden üblicherweise aus Blechen mit geeigneter Länge, Breite und Dicke geformt. Beliefert werden diese Bleche in der Regel als lange aufgewickelte Blechstreifen, sogenanntem Coil-Material. Dieses Material besitzt bereits die gewünschte Breite und Dicke, muß jedoch noch in der gewünschten Länge abgeschnitten werden. Da die langen Blechstreifen als Coil-Material bereits mit einer Beschichtung aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung versehen geliefert werden, bleiben die Schnittflächen an den Enden der Bleche nach dem Zuschneiden auf die gewünschte Länge ohne die Beschichtung aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung. Solche Ausführungsformen sollen erfaßt sein, wenn davon die Rede ist, daß die Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung über "im wesentlichen der gesamten Oberfläche" des Grundkörpers aus Stahl oder Edelstahl des Schienenelementes vorgesehen ist. Die unbeschichteten Schnittflächen sind im Verhältnis zur übrigen Oberfläche klein und beeinträchtigen den Korrosionsschutz der Beschichtung aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung nicht oder nicht wesentlich, da die angrenzende Beschichtung aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung einen ausreichenden Kathodenschutz für die freien Flächen liefert.

Für gute Haftungsvermittlung und Korrosionsschutz ist eine Zwischenschicht aus einer Aluminium-Silizium-Legierung mit 85 bis 95 Gew.-% Aluminium und 5 bis 15 Gew.-% Silizium bevorzugt. Besonders bevorzugt ist eine Aluminium-Silizium-Legierung mit 88 bis 92 Gew.-% Aluminium und 8 bis 12 Gew.-% Silizium, ganz besonders bevorzugt mit etwa 90 Gew.-% Aluminium und etwa 10 Gew.-% Silizium. Des weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Zwischenschicht aus Aluminium-Silizium-Legierung Zusätze von Chrom und/oder Titan und/oder Niob jeweils in einer Menge von 0,05 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 Gew. % enthält.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung vor dem Aufbringen einer Beschichtung aus Email eine Oberflächenrauhheit (Mittenrauhwert) R_a von wenigstens 0,5 μm, vorzugsweise von wenigstens 1,0 μm, besonders bevorzugt von wenigstens 2 μm auf. Es hat sich herausgestellt, daß die Haftung der Beschichtung aus Email bei einer höheren Oberflächenrauhheit der Zwischenschicht gegenüber Zwischenschichten mit niedrigerer Oberflächenrauhheit verbessert ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Zwischenschicht eine Auflagedicke von 8 bis 24 μm, vorzugsweise von 11 bis 20 μm, besonders bevorzugt von 14 bis 16 μm auf. Die Auflagedicke der Zwischenschicht in diesem Bereich hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da sie gleichzeitig eine sehr gute Haftung der Beschichtung aus Email auf der Zwischenschicht und hervorragenden Korrosionsschutz gewährleistet.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Zwischenschicht ein Auflagegewicht von 50 bis 150 g/m², vorzugsweise von 70 bis 125 g/m², besonders bevorzugt von 90 bis 100 g/m² aufweist. Als besonders geeignet hat sich ein Grundmaterial aus Stahl erwiesen, bei dem die Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung durch Feueraluminieren aufgebracht ist. Das Verfahren der Feueraluminierung ist grundsätzlich bekannt und bietet eine sehr gute Haftung der Zwischenschicht auf dem Grundkörper.

Die Beschichtung aus Email wird wenigstens bereichsweise auf die Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung nach an sich bekannten Verfahren aufgebracht. Besonders bevorzugt hat die Beschichtung aus Email eine Auflagedicke von 30 bis 300 μm, vorzugsweise von 50 bis 200 μm, besonders bevorzugt von 60 bis 100 μm. Ist die Beschichtung aus Email zu dünn, so kann die Beschichtung aus Email im längeren Betrieb durch Abrieb zu schnell entfernt und die darunterliegende Schicht freigelegt werden. Ist die Beschichtung aus Email zu dick, so kann dies aufgrund von inneren Spannungen die Gefahr des Abplatzens erhöhen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der Grundkörper der erfindungsgemäßen Teleskopschiene aus Stahl. Besonders bevorzugt ist Stahl der Sorte DC01EK nach DIN EN 10 209 (05/96) (frühere Bezeichnung nach DIN 1623, Teil 3 (01/87): EK 2).

Die Beschichtung aus Email kann grundsätzlich mit Vorteil wenigstens bereichsweise auf jedem der Schienenelemente einer Teleskopschiene aufgebracht sein. Für einen wirkungsvollen Schutz vor Verschmutzung ist es in jedem Fall zweckmäßig, wenn wenigstens diejenigen Berei che der erfindungsgemäßen Teleskopschiene mit einer Beschichtung aus Email versehen sind, die einer Verschmutzung durch Gargut im Innenraum eines Backofens besonders ausgesetzt sind. Dies ist regelmäßig die dem Backofeninnenraum zugewandte Oberfläche der Teleskopschiene. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher nur die Außenseite des dem Backenofeninnenraum zugewandten äußersten Schienenelementes der Teleskopschiene mit der Beschichtung aus Email versehen. Die von diesem äußersten Schienenelement in Richtung der Backofenwand angeordneten Schienenelemente sind einer Verschmutzung in der Regel weniger stark ausgesetzt. Sie können jedoch mit Vorteil trotzdem mit der Beschichtung aus Email versehen sein.

Insbesondere bei kugelgelagerten Teleskopschienen sind die Kugellaufflächen üblicherweise nicht mit einer Beschichtung aus Email versehen, da die einzelnen Kugeln auf die Laufflächen äußerst hohe Punktbelastungen ausüben und zum Abplatzen der Emailbeschichtung führen. Für die Laufflächen kugelgelagerter Teleskopschienen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese als äußerste Schicht entweder die Schicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung oder eine andere äußerste Beschichtung aufweisen, die weniger spröde ist und weniger zum Abplatzen neigt als Email. Als geeignet hat sich hier eine Beschichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) erwiesen. Es ist klar, daß diese Beschichtung auch mit Vorteil auf die Laufflächen von walzen- oder rollengelagerten Teleskopschienen oder auf die Gleitflächen von Gleitschienen aufgebracht werden kann.

Obwohl sich die Teleskopschiene in vielen Bereichen einsetzen läßt, ist sie erfindungsgemäß bevorzugt für ein Gargutträgersystem bzw. als Teil eines Gargutträgersystems in einem Backofen ausgelegt. Sie eigenen sich auch mit Vorteil für den Einsatz in Kühlschränken und Tiefkühlschränken.

Die erfindungsgemäße Teleskopschiene kann als Vollauszugschiene oder Teilauszugschiene in der oben beschriebenen Art und Weise mit Innen-, Außen- und gegebenenfalls Mittelschienen ausgebildet sein. Bei einer Teilauszugschiene sind die Innenschiene und die Außenschiene zweckmäßigerweise als im wesentlichen C-förmige Profile ausgebildet, wobei die Endabschnitte oder Schenkel des C-förmigen Profils der Außenschiene die Innenschiene umgreifen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die anhängenden Figuren deutlich.

Definitionen und Methoden

Rauheit R_a

Die im Zusammenhang mit dieser Erfindung angegebene Oberflächenrauheit bezieht sich auf den Mittenrauhwert R_a [μm] nach DIN 4768. Der Mittenrauhwert R_a ist der arithmetische Mittelwert der absoluten Beträge der Abstände y des Rauheitsprofils von der mittleren Linie innerhalb einer Meßstrecke. Die Rauheitsmessung erfolgt mit elektrischen Tastschnittgeräten nach DIN 4772. Für die Messung des Mittenrauhwertes R_a sind die Meßbedingungen nach DIN 4768 T1 festgelegt.

Korrosionsbeständigkeit

Die Korrosionsbeständigkeit wurde im Salzsprühtest nach DIN 50 021-SS (1975) bestimmt. Dieser Standard spezifiziert die Anforderungen an Korrosionsuntersuchungsvorrichtungen und korrosive Mittel, die im Salzsprühtest erfüllt sein müssen. Im Salzsprühtest wird eine auf einen pH-Wert von 6,5–7,2 eingestellte Natriumchloridlösung mit einer Konzentration von 50 ± 5 g Natriumchlorid pro Liter in einer geschlossenen Kammer bei 35 ± 2°C mittels Druckluft durch eine Düse dauerhaft auf das zu untersuchende Teststück gesprüht. Nach einer bestimmten Behandlungsdauer werden die getesteten Teile von Korrosionsprodukten gereinigt und beurteilt.

Die Bewertung der Korrosionsbeständigkeit erfolgte in den vorliegenden Untersuchungen durch optische Beurteilung der behandelten Oberflächen. Wurde nach 48 Stunden Salzsprühtest keine Korrosion der Oberfläche festgestellt, so wurde die Korrosionsbeständigkeit als gut bewertet.

Verschleiß (Dauerlauftest)

Zur Untersuchung des Verschleißes bzw. des Abriebs der Beschichtung wurden beschichtete Schienenelemente zu Teleskopschienen zusammengesetzt, in der mittleren Ebene eines Backofens eingebaut und ein Dauerlauftest über 15.000 Lastwechsel mit unterschiedlicher Prüflast durchgeführt. Der Dauerlauftest wurde mit folgenden Parametern durchgeführt:

Im Test wurden nach 0, 2.000, 6.000, 8.000, 10.000, 12.000 und 15.000 Lastwechseln die Bewegungskraft über den gesamten Auszug mittels eines Erichsen-Kraftmessers und die Absenkung des ausgezogenen Backblechs bei der angegebenen Prüflast (mittig) bestimmt. Des weiteren wurden der Abrieb der Beschichtung aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung, das Laufverhalten der Teleskopschienen und deren Seitenspiel ermittelt.

Haftfestigkeit

Die Haftfestigkeit der Email-Beschichtung wurde in einem Schlagtest mit einer Schlagpistole nach DIN 51155 untersucht.

Schichtdicke

Die Schichtdicke der Email-Beschichtung wurde im Wirbelstromverfahren mit einem üblichen Schichtdickenmeßgerät (z.B. Fischer MP40) bestimmt.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäß beschichteten Teleskopschiene wurden im Profil im wesentlichen C-förmige Schienenelemente aus feueraluminierten Stahlblechen geformt. Die Stahlbleche bzw. die daraus geformten Schienenelemente waren auf ihrer Oberfläche mit einer Schicht aus einer Aluminium-Silizium-Legierung mit etwa 90 Gew.-% Aluminium und etwa 10 Gew.-% Silizium mit einer Oberflächenrauhheit (Mittenrauhwert) R_a von etwa 2 μm versehen. Die Auflagedicke betrugt etwa 14 bis 16 μm, entsprechend einem Auflagegewicht etwa 90 bis 100 g/m². Im Naßauftragsverfahren wurden die Schienenelemente mit einer Beschichtung aus Email versehen. Die Email-Beschichtung wurde bei 860°C für etwa sechs Minuten gebrannt. Die Beschichtung aus Email hatte eine Auflagedicke von etwa 80 μm. Zum Vergleich wurde die gleiche Email-Beschichtung auf ein entsprechendes Schienenelement aus Stahl ohne eine weitere Beschichtung, wie der Schicht Aluminium-Silizium-Legierung, aufgebracht.
Die Schienenelemente wurden verschiedenen Tests unterzogen, nämlich Verschleiß der Beschichtung aus Aluminium-Silizium-Legierung (Abrieb), Haftung der Email-Beschichtung, Funktionsverhalten der Schienen und Korrosionsverhalten im Salzsprühtest. Der Korrosionstest wurde an Schienenelementen nach dem Verschleißtest (Dauerlauftest; siehe oben) durchgeführt. Die Testergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle qualitativ angegeben. Testergebnisse

+++: = hervorragend
++: = sehr gut
+: = gut
-: = mangelhaft
--: = schlecht
---: = sehr schlecht

¹⁾: Die Email-Beschichtung platzte teilweise schon unmittelbar nach dem Aufbringen der Beschichtung ab.
²⁾: Funktion der Schiene war anfänglich gut, verschlechterte sich jedoch mit zunehmendem Verschleiß und Abplatzen der Email-Beschichtung

Claims

Teleskopschiene mit wenigstens zwei gegeneinander verfahrbar angeordneten Schienenelementen mit einem Grundkörper aus Stahl oder Edelstahl, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Schienenelemente auf der Oberfläche wenigstens abschnittsweise eine Beschichtung aus Email aufweist und dieses wenigstens eine die Beschichtung aus Email aufweisende Schienenelement zwischen dem Grundkörper aus Stahl oder Edelstahl und unter der Beschichtung aus Email eine Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung aufweist.
Teleskopschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung über im wesentlichen der gesamten Oberfläche des Grundkörpers aus Stahl oder Edelstahl vorgesehen ist.
Teleskopschiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einer Aluminium-Silizium-Legierung mit 85 bis 95 Gew. % Aluminium und 5 bis 15 Gew. % Silizium, vorzugsweise mit 88 bis 92 Gew.-% Aluminium und 8 bis 12 Gew.-% Silizium, besonders bevorzugt mit etwa 90 Gew.-% Aluminium und etwa 10 Gew.-% Silizium besteht.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus Aluminium-Silizium-Legierung Zusätze von Chrom und/oder Titan und/oder Niob jeweils in einer Menge von 0,05 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 Gew.-% enthält.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht vor dem Aufbringen einer Beschichtung aus Email eine Oberflächenrauhheit (Mittenrauhwert) R_a von wenigstens 0,5 μm, vorzugsweise von wenigstens 1,0 μm, besonders bevorzugt von wenigstens 2 μm aufweist.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine Auflagedicke von 8 bis 24 μm, vorzugsweise von 11 bis 20 μm, besonders bevorzugt von 14 bis 16 μm aufweist.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ein Auflagegewicht von 50 bis 150 g/m², vorzugsweise von 70 bis 125 g/m², besonders bevorzugt von 90 bis 100 g/m² aufweist.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus Aluminium oder Aluminium-Silizium-Legierung durch Feueraluminieren auf den Grundkörper aus Stahl oder Edelstahl aufgebracht ist.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Email eine Auflagedicke von 30 bis 300 μm, vorzugsweise von 50 bis 200 μm, besonders bevorzugt von 60 bis 100 μm aufweist.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper aus Stahl, vorzugsweise aus Stahl der Sorte DC01EK nach DIN EN 10 209 besteht.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenelemente über Kugellager, Walzenlager oder Gleitelemente, welche zwischen den Lauf- oder Gleitflächen der Schienenelemente angeordnet sind, gegeneinander verfahrbar angeordnet sind.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenelemente wenigstens abschnittsweise auf den Oberflächen, die keine Beschichtung aus Email aufweisen, eine Beschichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweisen.
Teleskopschiene nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenelemente auf ihren Lauf- oder Gleitflächen eine Beschichtung aus PTFE aufweisen.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopschiene für ein Gargutträgersystem bzw. als Teil eines Gargutträgersystems in einem Backofen oder als Schienensystem in einem Kühlschrank oder Tiefkühlschrank ausgelegt ist.
Teleskopschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopschiene ein Innenschienenelement und ein Außenschienenelement und gegebenenfalls ein oder mehrere Mittelschienenelemente aufweist.
Teleskopschiene nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenschienenelement als im wesentlichen C-förmiges Profil ausgebildet ist und die Schenkel des C-förmigen Profils des Außenschienenelements Abschnitte des Innenschienenelements oder des benachbarten Mittelschienenelements umgreifen.