DE102005023293A1 - Elctrochemical erosion apparatus for forming indentations, especially lubricant pockets, in metallic surfaces comprises individual electrodes with shape and distribution copying the indentations - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von Vertiefungen in metallischen Oberflächen und die Verwendung der Vorrichtung oder des Verfahrens.The The invention relates to an apparatus and a method for generating of depressions in metallic surfaces and the use of Device or method.
Die Oberflächenbeschaffenheit der Zylinder von Brennkraftmaschinen ist maßgeblich sowohl an der Dichtwirkung zwischen Lauffläche und Kolbenringen als auch am Aufbau eines Schmierfilms zwischen den Laufpartnern beteiligt. Der Ausbildung einer möglichst optimalen Beschaffenheit der Zylinderoberfläche kommt eine sehr hohe Bedeutung zu, da ein starker Zusammenhang zwischen der Zylinderrauheit und dem Ölverbrauch bzw. dem Verschleiß des Motors besteht. Die Endbearbeitung der Zylinderlaufflächen erfolgt deshalb üblicherweise durch Feinbohren oder Feindrehen und einer sich daran anschließenden Honbearbeitung. Durch die beim Honen sich überlagernden rotatorischen und translatorischen Bewegungen entstehen geglättete Materialspitzen als Gleitflächen und Honriefen als Materialtäler, welche Schmiermitteltaschen bilden. Der Anteil der Materialtäler zu den Gleitflächen wird als Indikator für die in den Schmiermitteltaschen zur Verfügung stehende Schmiermittelmenge betrachtet. Der Anteil der Materialtäler zu den Gleitflächen lässt sich zwar durch unterschiedliche Honverfahren (z. B. Normalhonen, Plateauhonen oder Spiralgleithonen) und/oder Bearbeitungsparameter verändern, doch dieser bewegt sich innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs, der nicht vorherbestimmbar ist. Außerdem ist es nicht möglich, die Verteilung der Materialtäler dem in der Praxis über die Zylinderlauffläche ungleichen Schmiermittelbedarf anzupassen.The surface finish The cylinder of internal combustion engines is decisive both on the sealing effect between tread and piston rings as well as the construction of a lubricating film between involved in the running partners. The training of a possible optimal condition of the cylinder surface is very important to, as a strong connection between the cylinder roughness and the oil consumption or the wear of the Motors exists. The finishing of the cylinder treads takes place therefore usually by fine boring or fine turning and subsequent honing. By the superimposed during honing Rotational and translational movements result in smooth material tips as sliding surfaces and Honriefen as material valleys, which form lubricant pockets. The proportion of material valleys to the sliding surfaces is used as an indicator of the amount of lubricant available in the lubricant pockets considered. The proportion of material valleys to the sliding surfaces can be although by different honing methods (eg Normalhonen, Plateauhonen or spiral gliding) and / or edit parameters, but this moves within a certain tolerance range, not is predictable. Furthermore it is impossible, the distribution of material valleys in practice over the cylinder surface to adapt to unequal lubricant requirements.
Laserstrukturhonen stellt ein weiteres Honverfahren dar, welches, anders als beim mechanischen Honen, eine nahezu freie Gestaltung der Materialtäler durch einen gezielten Materialabtrag mittels Laser ermöglicht. Nachteilig hierbei ist jedoch die thermische Belastung und nicht optimale Reproduzierbarkeit der Verteilung der Schmiermitteltaschen über die Zylinderlaufflächen in der Serienproduktion.Laserstrukturhonen represents another honing process, which, unlike the mechanical Honen, a nearly free design of the material valleys through a targeted material removal by means of laser allows. Disadvantage here however, is the thermal load and not optimal reproducibility the distribution of the lubricant pockets over the cylinder surfaces in the serial production.
Aus
der
Auch bei diesem Verfahren ist es, ähnlich dem mechanischen Honen, nicht möglich, die Form und die Verteilung der Vertiefungen über die Zylinderoberfläche gemäß der in der Praxis günstigsten Ausgestaltung zu bestimmen. Des weiteren sind die Form und Verteilung der Vertiefungen über die Zylinderoberfläche, welche für eine zuverlässige Bestimmung der in der Anwendung erforderlichen Eigenschaften wichtig sind, nicht ausreichend reproduzierbar.Also in this process it is similar to the mechanical honing, not possible the shape and distribution of the recesses over the cylinder surface according to the in the practice most favorable Design to determine. Furthermore, the shape and distribution the wells over the cylinder surface, which for a reliable one Determination of the properties required in the application important are not sufficiently reproducible.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, wodurch es ermöglicht wird, Vertiefungen in metallenen Oberflächen zu erzeugen, deren Form vorherbestimmbar und deren Verteilung über die Oberfläche variabel gestaltet werden kann. Außerdem soll die für die jeweilige Beanspruchung optimierte Verteilung bzw. Form der Vertiefungen exakt reproduzierbar sein.Of the The present invention is therefore based on the object, a device and a procedure available which makes it possible to To create depressions in metal surfaces, their shape Predictable and their distribution over the surface variable can be designed. Furthermore should the for the respective stress optimized distribution or shape of the Wells to be exactly reproducible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, einem Verfahren nach Anspruch 4 und einer Verwendung der Vorrichtung oder des Verfahrens nach Anspruch 5 gelöst.These The object is achieved by a Apparatus according to claim 1, a method according to claim 4 and a use of the device or the method according to claim 5 solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous Embodiments of the invention are specified in the respective dependent claims.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine Vorrichtung zum Erzeugen von Vertiefungen in metallenen Oberflächen unter Anwendung des elektrochemischen Abtragens vor, bei der die Elektrodenanordnung Einzelelektroden bildet, die nach Form und Verteilung ein Abbild der herzustellenden Vertiefungen in der Oberfläche sind. Es ist ebenfalls ein Verfahren zum Erzeugen von Vertiefungen in metallenen Oberflächen unter Anwendung des elektrochemischen Abtragens vorgesehen, mit welchem unter Verzicht auf nachgeschaltete mechanische Schritte zur Oberflächenbearbeitung die Vertiefungen mittels einer Elektrodenanordnung mit Einzelelektroden hergestellt werden, die nach Form und Verteilung ein Abbild der herzustellenden Vertiefungen in der Oberfläche sind.The sees solution according to the invention a device for creating recesses in metal surfaces below Application of electrochemical removal before, in which the electrode assembly Single electrodes form, the shape and distribution of an image are the wells to be produced in the surface. It is too a method for creating recesses in metal surfaces below Application of electrochemical removal provided with which waiving downstream mechanical steps for surface treatment the wells by means of an electrode assembly with individual electrodes are produced, the shape and distribution of an image of the are wells to be produced in the surface.
Dadurch, dass jede Einzelelektrode eine Vertiefung in der metallenen Oberfläche des Werkstücks erzeugt, welche in Form, Größe und Lage die Einzelektrode abbildet, wird eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geschaffen, die Form und Verteilung der Vertiefungen auf der Oberfläche reproduzierbar zu bestimmen. Man kann sich die Elektrodenanordnung mit den darauf angebrachten Einzelelektroden als Stempel vorstellen, der sowohl die Form der Einzelelektroden als auch das durch die Einzelelektroden bestimmte Muster in die metallene Oberfläche einprägt. Der Stempel kann für jede weitere Anwendung verwendet werden und gewährleistet eine exakt reproduzierte Ausgestaltung und Anordnung der Vertiefungen in der Oberfläche. Dies bringt vor allem bei Anwendungen Vorteile, bei denen es auf eine gleich bleibende Ausgestaltung bzw. Verteilung der Vertiefungen ankommt, um z. B. besonderen Qualitätsansprüchen oder Belastungen zu genügen. Zusätzlich zu den Einzelelektroden kann auch die übrige Elektrodenanordnung, auf der die Einzelelektroden angeordnet sind, am Materialabtrag beteiligt sein. Dadurch wird auch die zwischen den Vertiefungen liegende Oberfläche des Werkstücks bearbeitet.The fact that each individual electrode generates a depression in the metal surface of the workpiece, which forms the individual electrode in shape, size and position, is a simple and kos low-priced possibility to reproducibly determine the shape and distribution of the depressions on the surface. One can imagine the electrode arrangement with the individual electrodes mounted thereon as a stamp, which impresses both the shape of the individual electrodes and the pattern determined by the individual electrodes in the metal surface. The stamp can be used for any further application and ensures a precisely reproduced design and arrangement of the depressions in the surface. This brings advantages, especially in applications where it depends on a constant configuration or distribution of the wells to z. B. meet special quality requirements or loads. In addition to the individual electrodes, the remaining electrode arrangement, on which the individual electrodes are arranged, can also be involved in material removal. As a result, the surface of the workpiece lying between the recesses is also processed.
Die Einzelelektroden können punktartig ausgebildet sein, wobei punktartig hier keineswegs eine rein kreisrunde Ausgestaltung bedeutet. Es können auch solche Einzelelektroden als punktartig bezeichnet werden, welche z. B. eine elliptische Form aufweisen, dreieckig, quadratisch, rechteckig oder polygonartig ausgebildet sind. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass in diesem Zusammenhang der Begriff „punktartig" sehr weit ausgelegt wird.The Single electrodes can be formed point-like, with punctiform here by no means a pure circular design means. It can also be such single electrodes be referred to as point-like, which z. B. an elliptical Have shape, triangular, square, rectangular or polygonal are formed. It is explicit pointed out that in this context, the term "point-like" interpreted very broadly becomes.
Die Einzelelektroden können örtlich unterschiedlich verteilt angeordnet sein. Dies ist vor allem bei Anwendungen vorteilhaft, bei denen eine ungleichmäßige Verteilung der Vertiefungen über die Oberfläche des Werkstücks wünschenswert ist.The Single electrodes may vary locally be arranged distributed. This is especially advantageous in applications where an uneven distribution the wells over the surface of the workpiece desirable is.
Nach dem Einbringen der Vertiefungen durch die Einzelelektroden sind keine weiteren mechanischen Schritte zur Oberflächenbehandlung vorgesehen. Vor dem Einbringen der Vertiefungen kann die Oberfläche jedoch in jeder erdenklichen Art und Weise vorbehandelt werden. Dies kann beispielsweise einen mechanischen, chemischen, elektrochemischen oder laserinduzierten Vorgang umfassen. Ebenfalls ist das Auftragen einer Beschichtung als Vorbehandlung oder Nachbehandlung denkbar.To the introduction of the wells through the individual electrodes No further mechanical steps are planned for surface treatment. However, prior to the introduction of the wells, the surface may be pretreated in every imaginable way. This can for example, a mechanical, chemical, electrochemical or laser-induced process. Also is the application a coating as pretreatment or post-treatment conceivable.
Die Vorrichtung und das Verfahren zum Erzeugen von Vertiefungen mittels Einzelelektroden weist insbesondere bei der Herstellung von Schmiermitteltaschen in Gleitflächen Vorteile auf. So kann in den Bereichen, in denen ein erhöhter Schmiermittelbedarf besteht, diesem durch eine besondere Form und/oder eine größere Dichte von Schmiermitteltaschen entsprochen werden. Auf der anderen Seite können in Bereichen mit niedrigem Schmiermittelbedarf die Schmiermitteltaschen verkleinert und/oder deren Dichte verringert werden, wodurch der Traganteil der Gleitpaarung in diesen Bereichen erhöht wird. Als weiterer Vorteil ist die exakte Reproduzierbarkeit der Form und Verteilung der Vertiefungen in der Oberfläche zu nennen. Dies ermöglicht eine gleich bleibende Qualität und Zuverlässigkeit der Gleitfläche.The Device and method for generating wells by means Single electrodes has in particular in the production of lubricant pockets in sliding surfaces Advantages. Thus, in areas where an increased need of lubricant This is due to a special shape and / or a greater density be met by lubricant bags. On the other hand, in Areas with low lubricant requirements the lubricant pockets reduced and / or their density can be reduced, whereby the Traganteil the sliding pair is increased in these areas. When Another advantage is the exact reproducibility of the mold and Call distribution of the depressions in the surface. This allows a consistent quality and reliability the sliding surface.
Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen.Further Features and advantageous embodiments of the invention result from the following description with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
In
In
- 11
- Elektrodenanordnungelectrode assembly
- 22
- EinzelelektrodeSingle electrode
- 44
- Werkstückworkpiece
- 55
- Vertiefungdeepening
- 66
- Oberflächesurface
- SS
- Arbeitsspaltworking gap
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510023293 DE102005023293A1 (en) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | Elctrochemical erosion apparatus for forming indentations, especially lubricant pockets, in metallic surfaces comprises individual electrodes with shape and distribution copying the indentations |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200510023293 DE102005023293A1 (en) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | Elctrochemical erosion apparatus for forming indentations, especially lubricant pockets, in metallic surfaces comprises individual electrodes with shape and distribution copying the indentations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102005023293A1 true DE102005023293A1 (en) | 2006-12-07 |
Family
ID=37401673
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE200510023293 Withdrawn DE102005023293A1 (en) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | Elctrochemical erosion apparatus for forming indentations, especially lubricant pockets, in metallic surfaces comprises individual electrodes with shape and distribution copying the indentations |
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Country | Link |
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DE (1) | DE102005023293A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2973722A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-12 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Method for honing inner surface of cylinder casing barrel of heat engine of car, involves inserting electrode inside barrel, where surface of barrel is subjected to rough honing before being honed by sinker electric discharge machining |
US20140223707A1 (en) * | 2011-09-18 | 2014-08-14 | Mag Ias Gmbh | Method and device for finishing work pieces |
-
2005
- 2005-05-20 DE DE200510023293 patent/DE102005023293A1/en not_active Withdrawn
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FR2973722A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-12 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Method for honing inner surface of cylinder casing barrel of heat engine of car, involves inserting electrode inside barrel, where surface of barrel is subjected to rough honing before being honed by sinker electric discharge machining |
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