DE102005043217A1

DE102005043217A1 - Lagerung

Info

Publication number: DE102005043217A1
Application number: DE102005043217A
Authority: DE
Inventors: Sergio Stefano Dr.-Ing. Guerreiro
Original assignee: ThyssenKrupp Automotive AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-22
Also published as: WO2007031160A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerpaarung mit einem ersten (1) und einem zweiten Lagerkörper (2), wobei der erste Lagerkörper (1) als Lagersitz einer Kurbelwelle oder als ein in einem kleinen Pleuelauge einer Pleuelstange zu lagernder Kolbenbolzen und der zweite Lagerkörper (2) als Pleuelauge oder Lagerbock eines Motorgehäuses ausgebildet ist, das oder der mit dem ersten Lagerkörper (1) ein Gleitlager bildet, wobei der eine der Lagerkörper (1, 2) eine Oberflächenbeschichtung mit Trockenschmierungseigenschaften aufweist, die eine Basisschicht (20) aus einem Metall, einem Metallcarbid oder einer Metall-Legierung und eine äußere, Trockenschmierungseigenschaften bsitzende Deckschicht (30) umfasst, und wobei die der Deckschicht (30) zugewandte Oberfläche des anderen Lagerkörpers (2, 1) prorenartige Vertiefungen (5) aufweist, in die durch Abrieb freigesetztes Material der Deckschicht (30) einlagerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung eines Pleuels auf einer Kurbelwelle in Form eines Pleuel-Hublagers oder eines Kolbenbolzens in einem Pleuelauge in Form eines den Kolbenbolzen aufnehmenden Kolbenlagers. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lagerung einer Kurbelwelle in einer Lagerschale eines Motorblocks in Form eines Kurbelwellen-Hauptlagers.

Für die Lagerung von Kurbelwellen in den Kurbelwellen-Hauptlagern und von Pleuelstangen auf der Kurbelwelle ist es aus dem Stand der Technik ( DE 197 00 339 C2 ) bekannt, so genannte Haupt- oder Pleuellagerelemente in Form von Lagerschalen einzusetzen, die als separate Bauteile zwischen die Kurbelwelle und die Hauptlagerschale bzw. zwischen die Kurbelwelle und das Pleuelauge eingelegt sind. Es ist aus der DE 197 00 339 C2 bekannt, dass es vorteilhaft ist, so genannte Schmieröltaschen in Form von Vertiefungen auf der eigentlichen Lagerfläche verteilt anzuordnen. Diese Schmieröltaschen sind als untereinander nicht verbundene Vertiefungen ausgebildet, wobei die Vertiefungen unterschiedliche Formen aufweisen können.

Die Lehre der DE 197 00 339 C2 ist darauf gerichtet, dass bei der Einbringung der Schmieröltaschen in die Lagerfläche auf eine bestimmte, auf die Betriebsviskosität des Schmieröls abgestimmte Dimensionierung der Schmieröltaschen geachtet werden muss. Nur bei Einhaltung der in der DE 197 00 339 C2 angegebenen Dimensionierung sei es gewährleistet, dass sich die Schmieröltaschen vollständig mit Schmierstoff füllen, sodass sich in Verbindung mit der bis auf die Gleitfläche allseitig angeschlossenen, eng begrenzten Tasche im Betrieb ein hydrodynamischer Druck wie über der glatten Fläche gegenüber dem Gleitpartner aufbauen kann und somit durch die Schmieröltasche überraschend ein Beitrag zum Traganteil geliefert werden könne.

Gemäß DE 197 00 339 C2 ist vorgesehen, dass die Schmieröltaschen in den Lagerwerkstoff eingeprägt werden.

Nachteilig an den aus der DE 197 00 339 C2 bekannten Lagerungen ist, dass für diese Lagerung ein separates Lagerelement in Form einer Lagerschale notwendig ist. Ein derartiges zusätzliches Bauteil bringt erhöhte Kosten mit sich und erfordert die Bereitstellung zusätzlichen Bauraums.

Aus der DE 101 32 632 C1 ist eine an dem kleinen Pleuelauge eines Pleuels angeordnete Pleuel-Lager-Kombination mit einem mehrschichtigen Lager bekannt. In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Lager mindestens eine Trägerschicht und eine Gleitschicht auf, die durch eine auf die Trägerschicht aufgebrachte Gleitlagerbeschichtung gebildet ist. In dieser Druckschrift sind keine näheren Angaben enthalten zu dem die Gleitlagerbeschichtung bildenden Werkstoff oder zu dem Verfahren, mit dem die Gleitlagerbeschichtung auf die Trägerschicht aufgebracht werden kann.

Ziel der der DE 101 32 632 C1 zugrunde liegenden Erfindung ist es, eine präzise Feinabstimmung der oszillierenden Massen des Pleuel-Kolben-Systems zu erreichen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Pleuel-Lager-Kombination in der Art im Bereich des kleinen Pleuelauges nachbearbeitet wird, dass Material von einer Masse entfernt wird, die der Abweichung der oszillierenden Masse der Pleuel-Kolben-Kombination von einer vorgegebenen oszillierenden Masse entspricht. Soweit nach der voranstehend genannten Ausführungsform der Erfindung zu diesem Zweck das kleine Pleuelauge eine das mehrschichtige Lager bildende Gleitlagerschicht aufweist, so dient diese neben ihren Lagerungseigenschaften dazu, das Material zur Verfügung zu stellen, welches für eine gezielte Materialentfernung im Bereich des kleinen Pleuelauges zur Feinabstimmung der oszillierenden Massen benötigt wird.

Konkret ist in der DE 101 32 632 C1 beschrieben, dass die Gleitschicht die Innenkontur des Lagers und somit die dem Kolbenbolzen zugewandte Fläche des Lagers bildet, auf der sich der Schmierstofffilm ausbildet. Durch Entfernung von Material aus der Gleitschicht des Lagers zum Zwecke der Feinabstimmung der oszillierenden Massen wird die Festigkeit des Lagers, die sich im Wesentlichen aus der Trägerschicht herleitet, nur geringfügig reduziert. Aus der DE 101 32 632 C1 ist es ferner bekannt, dass eine durch Materialabtrag entstandene Ausnehmung in der Gleitschicht als Reservoir für den eingesetzten flüssigen Schmierstoff verwendet werden kann.

In der DE 196 12 109 C1 ist ein als Gleitlagerbauteil verwendbares Lagerbauteil mit einer tribologisch beanspruchbaren Fläche beschrieben. Dieses Lagerbauteil besteht aus einem Metall-Matrix-Composit-Werkstoff, dessen Matrix durch eine Aluminiumlegierung gebildet ist, die mit SiC-Partikeln verstärkt ist. Dabei ist die tribologisch beanspruchbare Fläche die Oberfläche einer Anodisierschicht. Diese Anodisierschicht weist Vertiefungen und Poren auf, die mit flüssigen oder pastösen Schmiermitteln wie Öl oder Fett oder mit Trockenschmiermitteln wie PTFE, Graphit, MOS₂ oder Vergleichbarem gefüllt werden können. Dadurch soll das Lagerbauteil hervorragende Gleit- und Notlaufeigenschaften erhalten. Die Vertiefungen und Poren dienen dabei also als Schmierstoffdepots.

Aus der JP 2004 076 756 A sind Lagerpaarungen zwischen dem Hubzapfen einer Kurbelwelle und einer Lagerschale und zwischen dem großen Pleuelauge einer Pleuelstange und einer Lagerschale sowie zwischen dem kleinen Pleuelauge einer Pleuelstange und einer Buchse zur Aufnahme des Kolbenbolzens bekannt. Bei diesen Lagerpaarungen kann in einem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Lagerschale bzw. die Buchse sowohl an ihrer Innen- als auch an ihrer Außenflä che mit einer dreilagigen Oberflächenbeschichtung versehen, wobei die äußere Lage eine W-DLC-Schicht, die mittlere Lage eine Chromschicht und die innere Lage eine Nickelschicht ist. Ein derartiger Aufbau der Gleitlagerpaarung ist aufwendig und erfordert zwingend die Verwendung von Lagerschalen und Buchsen als zusätzliche Bauteile, die neben der Kurbelwelle und der Pleuelstange zusätzlich erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerpaarung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorzuschlagen, die einfach aufgebaut ist und bei der auf ein zusätzliches Lagerelement in Form einer separaten Lagerschale im Fall des Pleuel-Hublagers oder des Kurbelwellenhauptlagers und in Form einer Buchse im Fall der Lagerung des Kolbenbolzens im kleinen Pleuelauge einer Pleuelstange verzichtet werden kann.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einbringen von Poren/Vertiefungen, die zur Aufnahme eines Trockenschmierstoffes dienen, in die einander zugewandten, eine erfindungsgemäße Lagerpaarung bildenden Oberflächen anzugeben.

Hinsichtlich der Lagerpaarung wird die Aufgabe gelöst durch eine Lagerpaarung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im Hinblick auf das Verfahren wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 14.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es möglich ist, im Fall der Lagerpaarung „Hubzapfen/großes Pleuelauge" bzw. „Kurbelwellenhauptlager/Lagerbock des Motorgehäuses" auf eine separate Lagerschale zu verzichten, wenn einer der Lagerkörper mit einer Trockenschmierungseigenschaften besitzenden Oberflächenbeschichtung versehen wird, wobei die Oberflächenbeschich tung eine Basisschicht aus einer Metall-Legierung und eine äußere, Trockenschmierungseigenschaften besitzende Deckschicht umfasst, und dass die der Deckschicht zugewandte Oberfläche des anderen Lagerkörpers porenartige Vertiefungen aufweist, in die durch Abrieb freigesetztes Material der Deckschicht einlagerbar ist.

Die porenartigen Vertiefungen werden unmittelbar in die der Deckschicht zugewandte Oberfläche des Lagerkörpers eingebracht. Die Vertiefungen oder Poren dienen zur Aufnahme von durch Abrieb freigesetztem Dechschichtwerkstoff mit Trockenschmierungseigenschaften. Eine ausreichende Versorgung der Lagerpaarung mit Trockenschmierstoff wird so sichergestellt.

Grundsätzlich kann die Lagerung so ausgelegt werden, dass es sich um ein trockenes Gleitlager handelt, bei dem die Schmierung ausschließlich durch den Trockenschmierstoff erfolgt. Auf ein zusätzliches flüssiges Schmiermittel wie Öl kann dann verzichtet werden kann. Jedoch kann zusätzlich zu dem Trockenschmierstoff der Deckschicht auch noch ein flüssiges Schmiermittel verwendet werden. Wird ein zusätzliches flüssiges Schmiermittel verwendet, so bewirken die Vertiefungen/Poren, dass sich ein hydrodynamischer Druck zwischen den einander zugewandten Oberflächen der Lagerkörper ausbildet, sofern diese Oberflächen sich mit einer ausreichenden relativen Geschwindigkeit zueinander bewegen. Dadurch kann die Schmierung weiter verbessert werden. Aber auch wenn die relative Geschwindigkeit der zueinander bewegten Oberflächen nicht ausreichend hoch ist für die Ausbildung eines hydrodynamischen Druckes, so bewirken die Vertiefunge/Poren in jedem Fall eine verbesserte Schmierung und Schmierstoffversorgung der Lagerflächen.

Erfindungsgemäß sind die die Lagerpaarung bildenden Bauteiloberflächen unmittelbar benachbart zueinander angeordnet, d.h. ohne dass eine separate Lagerschale oder Lagerbuchse zwischen den Bauteiloberflächen vorgesehen ist. Mit der Erfindung kann also auf ein zusätzliches separates Lagerelement in Form einer Lagerschale oder Lagerbuchse vollständig verzichtet werden, wodurch eine Kostenersparnis erzielt wird.

Bei der Erfindung kommt es in jedem Fall zu einem Abrieb des Deckschichtwerkstoffes und zu einer Ablagerung dieses durch Abrieb freigesetzten Deckschichtwerkstoffes in den Vertiefungen/Poren in der Oberfläche des anderen Lagerkörpers, die der Deckschicht zugewandt ist. Hierdurch wird bereits im Falle einer ohne flüssiges Schmiermittel auskommenden Trockenschmierung eine stets ausreichende Schmiermittelversorgung der Lagerung durch den als Trockenschmiermittel wirkenden Deckschichtwerkstoff gewährleistet. Wird zusätzlich zu dem Dünnschichtwerkstoff ein flüssiges Schmiermittel verwendet (z.B. Öl), so kommt es bei einer ausreichend großen Relativbewegung zwischen den Lagerflächen zum Aufbau einer hydrodynamischen Schmierung zwischen den unmittelbar benachbart zueinander angeordneten Lagerflächen. Ist die Relativgeschwindigkeit der Lagerflächen zueinander nicht ausreichend hoch zur Ausbildung eines hydrodynamischen Druckes, so wird in jedem Fall eine bessere Schmierung der Lagerung durch die PorenVertiefungen erreicht.

Es kann sich in bestimmten Fällen als sinnvoll erweisen, die Poren/Vertiefungen nicht nur in der der Deckschicht zugeordneten Bauteiloberfläche der Lagerpaarung vorzusehen, sondern auch die Oberfläche der Deckschicht selbst mit Vertiefungen/Poren zu versehen. Auf diese Weise kann eine gleichmäßigere Verteilung des Deckschichtwerkstoffs und/oder des flüssigen Schmiermittels über die gesamte Lageroberfläche erreicht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Vertiefungen/Poren in der Oberfläche der Lagerfläche des zweiten Lagerkörpers vorgesehen und die Oberflächenbeschichtung ist nur auf dem Lagersitz des ersten Lagerkörpers vorgesehen. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Verhältnisse genau umgekehrt. Wie voranstehend bereits dargelegt, ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch möglich, die Lagerflächen beider Lagerkörper einer Lagerpaarung mit Vertiefungen/Poren zu versehen.

Gemäß der Erfindung können die Vertiefungen/Poren vorteilhaft mittels eines Strahlverfahrens eingebracht werden. Hierfür eignet sich insbesondere ein Laserstrahlverfahren oder ein abrasives Strahlverfahren, bei dem kleine Feststoffpartikel mit hoher Geschwindigkeit auf die zu behandelnden Oberflächen auftreffen, sodass es zu plastischen Verformungen und/oder abrasivem Verschleiß der behandelten Oberflächen aufgrund des Auftreffens der Feststoffpartikel kommt. Prinzipiell sind jedoch auch andere Verfahren zum Einbringen der Poren/Vertiefungen in die Oberflächen denkbar. Beispielhaft sollen an dieser Stelle die folgenden Verfahren genannt werden: Elektroerosion, chemisches Ätzen, Expansionswerkzeuge (d.h. Werkzeuge, durch die mittels expansiver Kraft die zu behandelnde Oberfläche lokal eingedrückt und so Eindrücke und Vertiefungen/Poren erzeugt werden).

Wenn die Lagerung als Pleuel-Hublager ausgebildet ist, so ist der erste Lagerkörper als Hubzapfen der Kurbelwelle ausgebildet, auf dem das große Pleuelauge der Pleuelstange unmittelbar gelagert ist. Ist die erfindungsgemäße Lagerung als Kolbenlager ausgebildet, d.h. also als Lager für einen Kolben eines Verbrennungsmotors an einer Pleuelstange, so ist der erste Lagerkörper als Kolbenbolzen ausgebildet, der in dem kleinen Pleuelauge der Pleuelstange unmittelbar, d.h. ohne Zwischenlegung einer Lagerbuchse, gelagert ist. Der Kolbenbolzen ist in diesem Fall mit dem Kolben verbunden, sodass der Kolben über den Kolbenbolzen im kleinen Pleuelauge der Pleuelstange gelagert ist.

Um die Standzeit einer eingebauten Kurbelwelle in einem Motorblock zu erhöhen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auch in die ringförmigen Seitenflächen der die Pleuelaugen bildenden Pleuelabschnitte und/oder in die im Einbauzustand der Pleuel diesen ringförmigen Seitenflächen zugewandten Oberflächenbereiche der Kurbelwelle mit Vertiefungen/Poren versehen sind. Diese dienen in diesem Fall zur Aufnahme eines flüssigen Schmierstoffes, wie z.B. Öl. Im Betriebszustand des Verbrennungsmotors bilden die ringförmigen Seitenflächen der die Pleuelaugen bildenden Pleuelabschnitte und die diesen ringförmigen Seitenflächen zugewandten Oberflächenbereiche der Kurbelwelle nämlich eine Reibpaarung, sodass eine verschleißarme hydrodynamische Schmierung oder zumindest eine verbesserte Schmierung dieser einander zugewandten Oberflächen den Verschleiß verringert und somit die Standzeit verlängert.

Auch wenn kein flüssiges Schmiermittel zum Einsatz kommt, kann es sinnvoll sein, die ringförmigen Seitenflächen der die Pleuelaugen bildenden Pleuelabschnitte und/oder die im Einbauzustand der Pleuel diesen ringförmigen Seitenflächen zugewandten Oberflächenbereiche der Kurbelwelle mit Vertiefungen/Poren auszubilden. In diesem Fall muss dann gewährleistet sein, dass mindestens die den mit den Vertiefungen/Poren versehenen Oberflächen zugeordneten Oberflächenbereiche des anderen Lagerpartners mit einer Oberflächenbeschichtung mit Trockenschmierungseigenschaften beschichtet sind. In diesem Fall bilden die ringförmigen Seitenflächen der die Pleuelaugen bildenden Pleuelabschnitte und die diesen ringförmigen Seitenflächen zugewandten Oberflächenbereiche der Kurbelwelle eine trockene Reibpaarung (trockenes tribologisches System).

Wenn die erfindungsgemäße Lagerpaarung das Hauptlager einer Kurbelwelle betrifft, bei dem die Lagerzapfen und die anderen Hauptlagerabschnitte der Kurbelwelle in Lagerböcken des Motorblocks gelagert sind, so ist die erfindungsgemäße Oberflächenbeschichtung bevorzugt auf den Lagerzapfen und den Hauptlagerabschnitten der Kurbelwelle vorgesehen, während die Vertiefungen/Poren zur Aufnahme des durch Abrieb freigesetzten Deckschichtwerkstoffs in die den Lagerzapfen/Hauptlagerabschnitten zugeordneten Lagerflächen der Lagerböcke des Motorgehäuses ausgebildet sind.

Es versteht sich, dass eine erfindungsgemäße Lagerpaarung vorteilhaft an allen drei Stellen gleichzeitig, nämlich sowohl an den Hauptlagern als auch an den Pleuel-Hublagern und an den Kolbenlagern vorgesehen sein kann.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Kurbelwelle mit Lagerzapfen und Hauptlagerabschnitten für die Kurbelwellen-Hauptlager und mit Hubzapfen für die Pleuel-Hublager, wobei mindestens ein Lagerzapfen und/oder Hauptlagerabschnitt und/oder mindestens ein Hubzapfen eine Oberflächenbeschichtung mit Trockenschmierungseigenschaften aufweist, die eine Basisschicht aus einer Metall-Legierung und eine äußere, Trockenschmierungseigenschaften besitzende Deckschicht umfasst. Eine derartig vorbereitete Kurbelwelle ist deswegen ebenfalls von dem Erfindungsgedanken mit umfasst, weil die so vorbereitete Kurbelwelle bereits alle Merkmale des beschichteten Lagerkörpers aufweist, die zum Ausbilden einer erfindungsgemäßen Lagerpaarung notwendig sind.

Aus dem gleichen Grunde ist die Erfindung auch gerichtet auf eine Pleuelstange mit einem großen und einem kleinen Pleuelauge, wobei die Oberflächen der Innenwandungen des großen und/oder kleinen Pleuelauges porenartige Vertiefungen zur Aufnahme von durch Abrieb freigesetztem Deckschichtwerkstoff mit Trockenschmierungseigenschaften aus der Deckschicht der Oberflächenbeschichtung des Hubzapfens oder des Kolbenbolzens anderen Lagerpartners aufweisen. Auch ein in dieser Weise vorbereitetes Pleuel beinhaltet bereits die notwendigen Merkmale, die zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Lagerpaarung zwischen den Pleuelaugen und dem anderen Lagerkörper (Hubzapfen oder Kolbenbolzen) erforderlich sind.

Für das Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung gemäß der Erfindung können unterschiedliche Beschichtungsverfahren verwendet werden. Geeignet ist z.B. das PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition) oder das CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition). Auch Varianten dieser Verfahren, wie z.B. das PACVD-Verfahren (Plasma Assisted CVD) sind geeignete Beschichtungsverfahren für das Aufbringen der Oberflächenbeschichtung. Durch die vorgenannten Beschichtungsverfahren können Dünnschichten mit einer Dicke im Mikrometerbereich auf die Trägerflächen aufgebracht werden.

Alternativ zu den vorgenannten Verfahren kann die Dünnschicht auch durch thermische Spritzverfahren, wie das HVOF-Verfahren (High Velocity Oxigen Fuel) oder das APS-Verfahren (Athmospheric Plasma Spray) aufgebracht werden. Auch mit Hilfe dieser Verfahren aufgebrachte thermische Spritzschichten erfüllen die tribologischen Beanspruchungen der Lagerung und ermöglichen es, auf zusätzliche Lagerelemente zu verzichten. Die durch die genannten thermischen Spritzverfahren aufgebrachten Dünnschichten besitzen eine andere Mikrostruktur als die mittels PVD- oder CVD-Verfahren aufgebrachten Dünnschichten. Die durch PVD- und CVD-Beschichtungsverfahren abgeschiedenen Schichten besitzen zumeist eine sehr dichte Mikrostruktur und eine hohe Härte.

Bereits nach einer kurzen Einlaufphase der Lagerung wird bei der Erfindung ein Teil des Deckschichtwerkstoffes durch Reibung und Abrieb/Verschleiß auf den anderen Lagerungspartner übertragen. Da der andere Lagerungspartner porenartige Vertiefungen in seiner Oberfläche aufweist, wird der Deckschichtwerkstoff in diesen Poren/Vertiefungen eingelagert, sodass die Poren/Vertiefungen stets eine gewisse Menge an Trockenschmierstoff für die Schmierung der Lagerung vorhalten.

Wird die Oberflächenbeschichtung durch eine DLC-Schicht gebildet, so findet eine Übertragung eines Kohlenstoffanteils der Deckschicht in die Poren/Vertiefungen der Textur des anderen Lagerpartners statt. Auf dem oberflächenbeschichteten Lagerkörper verbleibt ein gewisser Kohlenstoffanteil. Es kommt zur Ausbildung einer so genannten „Interlayerschicht", welche in die aus einer Wolframcarbidschicht (WC-Schicht), Chromnitridschicht (CrN-Schicht) oder einer Metalllegierung, insbesondere einer Chrom-Basislegierung, bestehende Basisschicht eingelagerten Kohlenstoff aufweist. Dadurch ergibt sich eine deutliche Reduzierung der Reibung und ein verbessertes tribologisches System mit hervorragenden Gleiteigenschaften und geringem Verschleiß.

Die Basisschicht kann, wie vorstehend erwähnt, als WC-Schicht, CrN-Schicht oder als Metalllegierung ausgebildet sein. Als Metalllegierungen kommen bevorzugt Chrom-Basislegierungen vom Typ (Cr_x : M_y)N zum Einsatz. Bei diesen Legierungen beträgt der Atomanteil von Chrom mehr als 50%. Als Legierungselement kann ein beliebiges Metallelement M verwendet werden, wobei die Konzentration des Metallelements M so bemessen wird, dass die Beziehung y [%] 100% – x [%] befriedigt wird. Besonders vorteilhaft kann als Metallelement M Aluminuim (Al) verwendet werden. Sowohl im Fall von CrN als auch im Fall von einer Chrom-Basislegierung vom Typ (Cr_x : M_y)N als Basisschicht liegt der Stickstoff (N) als im Metallgitter gelöster Stickstoff/eingelagerter Stickstoff vor.

Durch die Übertragung des Deckschichtwerkstoffes von der Deckschicht der Oberflächenbeschichtung in die Poren/Vertiefungen in der Oberfläche des Lagerungspartners wird eine Reduzierung der Reibung zwischen den relativ zueinander bewegten Lageroberflächen und eine verbesserte Schmierung durch die Einlagerung von Trockenschmiermittelelementen erreicht. Sind die Trockenschmierelemente z.B. einer Legierung beigefügt, so kann die Trockenschmierungswirkung dieser Elemente mit der Erfindung optimal genutzt werden. Der geringere Reibbeiwert zwischen den gegeneinander bewegten Lageroberflächen führt zu weniger Verschleiß dieser Oberflächen.

Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Einbringen der Poren/Vertiefungen ist festzuhalten, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren sehr deutlich von dem aus dem Stand der Technik ( DE 197 00 339 C2 ) bekannten Einprägen von Schmieröltaschen unterscheidet. Auch unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren vollständig von dem aus der DE 101 32 632 C1 bekannten Verfahren zum gezielten Entfernen von Material einer bestimmten Masse aus einer Gleitlagerbeschichtung zum Zwecke der Feinabstimmung der oszillierenden Massen.

Erfindungsgemäß werden mittels eines Behandlungsverfahrens, das bevorzugt als Strahlverfahren und insbesondere als ein mit Feststoffpartikeln arbeitendes abrasives Strahlverfahren ausgebildet ist, zunächst Spitzen und Vertiefungen auf der behandelten Oberfläche ausgebildet. Anschließend wird die behandelte Oberfläche einer Material abtragenden Bearbeitung derart unterzogen, dass die Spitzen zum Teil abgetragen werden und die Vertiefungen teilweise erhalten bleiben. Auf diese Weise wird eine zusammenhängende Glatt- und Tragfläche ausgebildet, die die eigentliche Lagerfläche bildet. In dieser Glatt- und Tragfläche sind die verbleibenden Vertiefungen, die untereinander nicht verbunden sind, verteilt angeordnet und bilden die porenartigen Vertiefungen zur Aufnahme von durch Abrieb freigesetztem Deckschichtwerkstoff der Deckschicht und ggf. von zusätzlich verwendetem flüssigen Schmierstoff. Das erfindungsgemäße Verfahren ist hinsichtlich des Bearbeitungsaufwandes und hinsichtlich der Werkzeugkosten weniger aufwändig und günstiger als das aus dem Stand der Technik bekannte Einprägeverfahren gemäß DE 197 00 339 C2 .

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen
1 eine schematische Darstellung der Anordnung von Kurbelwelle, Pleuel und Kolben eines Verbrennungsmotors in Seitenansicht,
2 ein Pleuel mit gemäß der Erfindung vorbereiteten Innenwandungen der Pleuelaugen im axialen Halbschnitt,
3 ein Pleuel mit gemäß der Erfindung vorbereiteten ringförmigen Seitenflächen der die Pleuelaugen bildenden Pleuelabschnitte in Seitenansicht,
4 eine Kurbelwelle mit gemäß der Erfindung vorbereiteten Hubzapfen, Lagerzapfen und Hauptlagerabschnitten,
5 eine vergrößerte Darstellung eines gemäß der Erfindung mit Poren/Vertiefungen versehenen Lagerkörpers zur Darstellung der Oberflächendetails,
6 eine für eine erfindungsgemäße Lagerung vorbereitete Lagerschale eines Kurbelwellen-Hauptlagers im radialen Halbschnitt.
7 eine Schnittansicht des Details X aus 4
In 1 ist eine Anordnung aus Kurbelwelle K, Pleuel P und Kolben KO in Seitenansicht schematisch dargestellt. Es ist zu erkennen, dass das Pleuel P auf einem Hubzapfen H der Kurbelwelle K gelagert ist. An dem dem Hubzapfen H gegenüber liegenden Ende des Pleuels P ist in dem nicht sichtbaren, vom Kolben KO verdeckten kleinen Pleuelauge ein Kolbenbolzen B gelagert, welcher mit dem Kolben KO verbunden ist. Die Erfindung bezieht sich auf mehrere Lagerpaarungen der in 1 dargestellten Anordnung, nämlich zum einen auf die Lagerung des großen Pleuelauges des Pleuels P auf dem Hubzapfen H der Kurbelwelle K, zum anderen auf die Lagerung des Kolbenbolzens B im kleinen Pleuelauge des Pleuels P und auch auf die in 1 nicht dargestellte Lagerung der Lagerzapfen 8 und der Hauptlagerabschnitte HP, 15 der Kurbelwelle K in entsprechenden, nicht dargestellten Lagerböcken des Motorblocks.
In 2 ist ein Pleuel im axialen Halbschnitt dargestellt, bei dem das große Pleuelauge 4a und das kleine Pleuelauge 4b entsprechend der Erfindung mit porenartigen Vertiefungen 7 versehen sind.
Im Einbauzustand ist das große Pleuelauge 4a des Pleuels P auf einem Hubzapfen H der Kurbelwelle K gelagert, wobei der Hubzapfen H eine durch ein Beschichtungsverfahren aufgebrachte Oberflächenbeschichtung aufweist. Durch die Relativbewegung von Hubzapfen H und Innenwandung 5a des großen Pleuelauges 4a reibt sich im Betrieb das Material der Deckschicht dieser Oberflächenbeschichtung teilweise ab, sodass es freigesetzt wird. Das freigesetzte Deckschichtmaterial lagert sich dann in den Hohlräumen der einzelnen Po ren/Vertiefungen 7 ab, sodass diese stets eine gewisse Menge an Deckschichtwerkstoff, welcher Trockenschmierungseigenschaften aufweist, vorhält. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Lagerung stets mit einer ausreichenden Menge an Trockenschmierstoff versorgt ist.
Zusätzlich zu dem als Trockenschmierstoff wirkenden Deckschichtmaterial kann auch noch eine herkömmliche Schmierölversorgung der Lagerung vorgesehen sein. Das in herkömmlicher Weise in den Bereich der Lagerung transportierte Schmieröl wird ebenfalls von den Poren/Vertiefungen 7, die auf der Innenwandung 5a des großen Pleuelauges 4a angeordnet sind, aufgenommen und gespeichert. Im eingebauten Zustand und bei Betrieb der Kurbelwelle bildet sich zwischen dem Hubzapfen H und der Innenwandung 5a des Pleuelauges 4a bzw. zwischen den Hauptlagerabschnitten HP und den zugehörigen Lagerschalen 9 des Motorblockes ein hydrodynamischer Druck und/oder eine verbesserte Schmierung aus, der/die eine sichere Schmierung und verschleißarme Lagerung des Pleuels P auf dem Hubzapfen H der Kurbelwelle K sicherstellt. Es versteht sich, dass sich ein entsprechender hydrodynamischer Druck nur dann einstellt, wenn eine ausreichende Relativgeschwindigkeit der sich gegeneinander bewegenden Lagerflächen vorliegt.
Bei dem in 2 dargestellten Pleuel P sind auch in dem kleinen Pleuelauge 4b die erfindungsgemäßen Poren/Vertiefungen 7 in die Oberfläche der Innenwandung 5b eingebracht. In dem kleinen Pleuelauge 4b ist im Einbauzustand ein in 2 nicht dargestellter Kolbenbolzen B unmittelbar gelagert. Dabei ist die Oberfläche des Kolbenbolzens B mit der Oberflächenbeschichtung gemäß der Erfindung versehen. Die Ablagerung von Deckschichtwerkstoff dieser Oberflächenbeschichtung in den Poren/Vertiefungen 7 der Innenwandung 5b des kleinen Pleuelauges 4b erfolgt auf die gleiche Weise wie voranstehend bereits beschrieben. Auch hier werden die Trockenschmiereigenschaften des Beschichtungswerkstoffes ausgenutzt.
Die Lagerung des Kolbenbolzens B in dem kleinen Pleuelauge 4b kann ebenfalls zusätzlich zu der Oberflächenbeschichtung mit Trockenschmierungseigenschaften durch einen flüssigen Schmierstoff geschmiert werden, der in an sich bekannter Weise an diese Lagerstelle zugeführt wird. Im Betriebszustand bildet sich – sofern eine ausreichende Geschwindigkeit der Relativbewegung der zueinander bewegten Lagerflächen vorliegt – zwischen der Innenwandung 5b des kleinen Pleuelauges 4b und der äußeren Oberfläche des Kolbenbolzens B ebenfalls ein hydrodynamischer Druck aus, der für eine sichere und verschleißarme Lagerung des Kolbenbolzens B in dem kleinen Pleuelauge 4b sorgt.
In 3 ist ein für eine erfindungsgemäße Lagerpaarung vorbereitetes Pleuel in Seitenansicht dargestellt. Es ist zu erkennen, dass an den ringförmigen Seitenflächen 4c, 4e der die Pleuelaugen 4a, 4b bildenden Pleuelabschnitte porenartige Vertiefungen 7 zur Aufnahme von durch Abrieb freigesetztem Deckschichtwerkstoff der Oberflächenbeschichtung und/oder eines flüssigen Schmierstoffes eingebracht sind. In der gleichen Weise sind die Poren/Vertiefungen 7 auch an den in 3 hinteren, nicht sichtbaren ringförmigen Seitenflächen 4d und 4f der die Pleuelaugen 4a, 4b bildenden Pleuelabschnitte eingebracht. Im eingebauten Zustand des Pleuels sind diese ringförmigen Seitenflächen 4c, 4d, 4e, 4f bestimmten Oberflächenbereichen der Kurbelwelle zugeordnet und bilden mit diesen eine Reibpaarung. Diese zugeordneten Oberflächenbereiche der Kurbelwelle sind vorzugsweise ebenfalls mit einer erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtung beschichtet, sodass der durch Abrieb freigesetzte Deckschichtwerkstoff sich in diesen Poren/Vertiefungen 7 ablagern kann. Auf diese Weise wird auch an den ringförmigen Seitenflächen 4c, 4d, 4e, 4f der Pleuelaugen 4a, 4b eine Trockenschmierung durch den Dünnschichtwerkstoff erreicht und so eine sichere und verschleißarme Schmierung dieser Reibpaarung sichergestellt.
Wie bereits voranstehend zu den bereits beschriebenen Lagerstellen beschrieben, kann auch hier zusätzlich eine Verbesserung der Schmierung durch die Verwendung eines zusätzlichen flüssigen Schmiermittels, wie z.B. Öl, erreicht werden.
Auch hier kann sich bei Vorliegen einer ausreichenden Relativgeschwindigkeit der zueinander bewegten Lagerflächen ein hydrodynamischer Druck ausbilden, welcher eine sichere Schmierung der Reibpaarung sicherstellt. Der Verschleiß kann in diesem Bereich dadurch weiter verringert und die Standzeit weiter erhöht werden. In jedem Fall wird die Schmierung der Reibpaarung verbessert, d.h. also auch dann, wenn sich kein hydrodynamischer Druck ausbildet.
In 4 ist eine Kurbelwelle in Seitenansicht dargestellt. Die Kurbelwelle K weist Lagerzapfen 8 mit einer Oberfläche 8a auf. Weiterhin weist die Kurbelwelle K Hauptlagerabschnitte 15 auf. Die Lagerzapfen 8 und die Hauptlagerabschnitte 15 der Kurbelwelle K sind im eingebauten Zustand in nicht dargestellten Lagerböcken 9 (6) des Motorblocks gelagert und bilden die Hauptlager der Kurbelwelle. Die in 4 dargestellte Kurbelwelle K ist für die erfindungsgemäße Lagerung in der Weise vorbereitet, dass die Oberfläche 8a der Lagerzapfen 8 sowie die Oberflächen 15a der Hauptlagerabschnitte 15 mit einer erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtung beschichtet sind. Diese Oberflächenbeschichtungen sind in 4 durch eine Schraffur der entsprechenden Oberflächenbereiche schematisch angedeutet.
Im eingebauten Zustand der Kurbelwelle K sind die Oberflächen 8a der Lagerzapfen 8 und Hauptlagerabschnitte 15 den in 4 nicht dargestellten Innenwandungen 9a von Lagerböcken 9 zugeordnet (siehe 6), wobei diese Lagerböcke 9 fest mit dem Motorblock verbunden sind und die voranstehend bereits beschriebenen Poren/Vertiefungen 7 zur Aufnahme von durch Abrieb freigesetztem Deckschichtwerkstoff der Beschichtung aufweisen.
In 4 sind ferner die als Lagerkörper 1 für die großen Pleuelaugen eines Pleuels P dienenden Hubzapfen H dargestellt, wobei die Oberflächen der Hubzapfen H mit der erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtung versehen sind (schraffierter Bereich). In 4 sind lediglich zwei Hubzapfen stellvertretend für alle Hubzapfen der Kurbelwelle K mit dem Bezugszeichen H versehen und es sind die Oberflächenbeschichtungen nur in Bezug auf diese Hubzapfen angedeutet.
Erfindungsgemäß können die Oberflächenbereiche der Kurbelwelle K, die im Einbauzustand den ringförmigen Seitenflächen 4c, 4d, 4e, 4f der die Pleuelaugen 4a, 4b bildenden Pleuelabschnitte zugeordnet sind, ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtung (in 4 wegen der Seitenansicht nicht erkennbar) versehen sein, um zwischen den ringförmigen Seitenflächen 4c, 4d, 4e, 4f und den zugeordneten Oberflächenbereichen der Kurbelwelle K eine verbesserte, sichere und verschleißarme Schmierung dieser Reibpaarung sicherzustellen.
Anhand von 5 soll näher erläutert werden, wie die Poren/Vertiefungen 7 beispielsweise in die Innenfläche des großen Pleuelauges eines Pleuels P erfindungsgemäß eingebracht werden. Hierzu wird die Innenfläche mit einem geeigneten Behandlungsverfahren, wie z.B. einem Strahlverfahren, insbesondere einem mit Feststoffpartikeln arbeitenden abrasiven Strahlverfahren, bearbeitet. Dabei werden beispielsweise Feststoffpartikel auf die Innenfläche des Pleuelauges mit einer großen Auftreffgeschwindigkeit aufgestrahlt, sodass eine plastische Verformung des Werkstoffes und/oder ein abrasiver Verschleiß unter Ausbildung von Spitzen 12 und Vertiefungen 13 stattfindet. Dies ist in der oberen Darstellung der 5 schematisch dargestellt, wobei die ursprüngliche Oberfläche zum Zeitpunkt vor der Strahlbehandlung durch den durchgezogenen horizontalen Strich und das Bezugszeichen 2 dargestellt ist.
Im Anschluss an diese die Spitzen 12 und Vertiefungen 13 erzeugende Oberflächenbehandlung wird die behandelte Oberfläche einer Material abhebenden Bearbeitung, wie beispielsweise einem Drehen, einem Fräsen oder einem Schleifen oder einer Kombination dieser Bearbeitungsverfahren, unterzogen. Dabei werden die Spitzen 12 zum Teil abgetragen und die Vertiefungen 13 bleiben teilweise erhalten, sodass sich eine zusammenhängende Glatt- und Tragfläche 14 ausbildet (siehe untere Darstellung in 5). Diese Glatt- und Tragfläche 14 dient als La gerfläche, die mit der beschichteten Oberfläche des Hubzapfens H einer Kurbelwelle eine erfindungsgemäße Lagerpaarung bildet. Die nach der Material abhebenden Bearbeitung in der Oberfläche verbleibenden Vertiefungen 13 bilden die Poren/Vertiefungen 7, die zur Aufnahme des durch Abrieb freigesetzten Trockenschmierstoffes/Deckschichtwerkstoffes der Oberflächenbeschichtung dienen.
6 zeigt einen halbschalenförmigen Lagerbock 9 eines nicht dargestellten Motorblocks mit einer Innenwandung 9a im radialen Halbschnitt. Auf der umlaufenden Innenwandung 9a sind die untereinander nicht verbundenen Poren/Vertiefungen 7 verteilt angeordnet. Mit einem derartigen Lagerbock 9, der fest mit dem Motorblock eines Verbrennungsmotors verbunden und insbesondere integral mit diesem ausgebildet ist, werden die Lagerzapfen 8 und die anderen Hauptlagerabschnitte 15 der Kurbelwelle K gelagert, sodass die erfindungsgemäße Lagerpaarung in Form eines Kurbelwellen-Hauptlagers gebildet wird. Wie voranstehend beschrieben, sind die Lagerzapfen 8 und/oder die Hauptlagerabschnitte 15 der Kurbelwelle K dabei mit einer erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtung mit Trockenschmierungseigenschaften beschichtet.
In 7 ist eine Schnittansicht des in 4 mit „X" markierten Details dargestellt. Diese Figur dient lediglich zur Verdeutlichung des Schichtaufbaus der erfindungsgemäßen Oberflächenbeschichtung, die hier als DLC-Schicht (Diamond-Like-Carbon-Schicht) ausgebildet ist. Auf den Grundwerkstoff G der Kurbelwelle, genauer des Hubzapfens H der Kurbelwelle, ist die aus der Basisschicht 20 und der darauf angeordneten, äußeren Deckschicht 30 bestehende Oberflächenbeschichtung aufgebracht. Die Basisschicht 20 besteht aus einer Metall-Basislegierung, bevorzugt aus einer Chrom-Basislegierung. Die Deckschicht 30 enthält im Wesentlichen Kohlenstoff. Der Kohlenstoff dieser Deckschicht 30 weist sehr gute Trockenschmierungseigenschaften auf. Der Werkstoff dieser Deckschicht 30 wird erfindungsgemäß durch Abrieb freigesetzt und in die Poren/Vertiefungen der dieser Deckschicht zugewandten Lagerfläche eingelagert.

1: Lagerkörper
2: Lagerkörper; Oberfläche
4: Pleuel; Pleuelstange
4a: (großes) Pleuelauge
4b: (kleines) Pleuelauge
4c: Seitenfläche
4d: Seitenfläche
4e: Seitenfläche
4f: Seitenfläche
5a: Innenwandung
5b: Innenwandung
7: Poren/Vertiefungen
8: Lagerzapfen
8a: Oberfläche
9: Lagerbock
9a: Innenwandung
10: Hubzapfen
12: Spitzen
13: Vertiefungen
14: Glatt- und Tragfläche
15: Hauptlagerabschnitt
15a: Oberfläche
20: Basisschicht
30: Deckschicht
KO: Kolben
K: Kurbelwelle
P: Pleuel
H: Hubzapfen
B: Kolbenbolzen
Z: Lagerzapfen
HP: Hauptlagerabschnitt

Claims

Lagerpaarung mit einem ersten (1) und einem zweiten Lagerkörper (2), wobei der erste Lagerkörper (1) als Lagersitz einer Kurbelwelle oder als ein in einem kleinen Pleuelauge einer Pleuelstange zu lagernder Kolbenbolzen und der zweite Lagerkörper (2) als Pleuelauge oder Lagerbock eines Motorgehäuses ausgebildet ist, das oder der mit dem ersten Lagerkörper (1) ein Gleitlager bildet, wobei der eine der Lagerkörper (1, 2) eine Oberflächenbeschichtung mit Trockenschmierungseigenschaften aufweist, die eine Basisschicht (20) aus einem Metall, einem Metallcarbid oder einer Metall-Legierung und eine äußere, Trockenschmierungseigenschaften besitzende Deckschicht (30) umfasst, und wobei die der Deckschicht (30) zugewandte Oberfläche des anderen Lagerkörpers (2, 1) porenartige Vertiefungen (5) aufweist, in die durch Abrieb freigesetztes Material der Deckschicht (30) einlagerbar ist.
Lagerpaarung nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenbeschichtung durch eine mindestens zwei Schichten umfassende DLC-Schicht (Diamond-Like-Carbon-Schicht) gebildet wird, die eine Basisschicht (20) aus einer Wolframcarbidschicht (WC-Schicht) oder einer Chromnitridschicht (CrN-Schicht) oder einer Chrom-Basislegierung und eine Deckschicht (30) aus Kohlenstoff aufweist.
Lagerpaarung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Basisschicht (20) eine Chrom-Basislegierung vom Typ (Cr_x : M_y)N ist mit einem Cr-Atomanteil von mehr als 50%, wobei M ein beliebiges Metallelement ist, dessen Atomanteil der Beziehung y [%] = 100% – x [%] genügt.
Lagerpaarung nach Anspruch 3, wobei das Metallelement M Aluminium (Al) ist.
Lagerpaarung nach den voranstehenden Ansprüchen, wobei die Oberflächenbeschichtung durch PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition), CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition) oder Varianten dieser Verfahren wie z.B. das PACVD-Verfahren (Plasma Assissted CVD) oder durch thermische Spritzverfahren wie das HVOF-Verfahren (High Velocity Oxygen Fuel) oder das APS-Verfahren (Athmospheric Plasma Spray) aufgebracht wird.
Lagerpaarung nach den voranstehenden Ansprüchen, wobei die porenartigen Vertiefungen (5) in die Lageroberfläche des zweiten Lagerkörpers (2) durch Strahlverfahren unter Verwendung von Laserstrahlung oder durch mechanische abrasive Strahlverfahren eingebracht sind.
Lagerpaarung nach Anspruch 6, wobei die porenartigen Vertiefungen (5) mittels eines mit Feststoffpartikeln arbeitenden abrasiven Strahlverfahrens eingebracht sind.
Lagerpaarung nach den voranstehenden Ansprüchen, wobei die Vertiefungen (5) im Verhältnis zur Dicke der Deckschicht (30) so bemessen sind, dass nach dem Einlaufvorgang der Lagerpaarung die Vertiefungen (5) mit dem Deckschichtwerkstoff zumindest teilweise gefüllt sind und gleichzeitig eine eine ausreichende Trockenschmierung gewährleistende Menge von Deckschichtwerkstoff an der Oberfläche des ersten Lagerkörpers (1) verbleibt.
Lagerpaarung nach den voranstehenden Ansprüchen, wobei der erste Lagerkörper (1) durch einen Hubzapfen (10) der Kurbelwelle gebildet ist, auf dem die Pleuelstange (4) mit ihrem großen Pleuelauge (4a) unmittelbar gelagert ist.
Lagerpaarung nach den voranstehenden Ansprüchen, wobei der erste Lagerkörper (1) durch einen Kolbenbolzen (11) gebildet ist, der in dem kleinen Pleuelauge (4b) der Pleuelstange (4) unmittelbar gelagert und mit dem Kolben verbunden ist.
Lagerpaarung nach den voranstehenden Ansprüchen, wobei in die ringförmigen Seitenflächen (4c, 4d, 4e, 4f) der die Pleuelaugen (4a, 4b) bildenden Pleuelabschnitte und/oder in die im Einbauzustand der Pleuelstange diesen ringförmigen Seitenflächen (4c, 4d, 4e, 4f) zugewandten Oberflächenbereiche der Kurbelwelle ebenfalls porenartige Vertiefungen (5) zur Aufnahme eines flüssigen Schmierstoffes eingebracht sind.
Kurbelwelle mit Lagerzapfen (8) und Hauptlagerabschnitten (15) für die Kurbelwellen-Hauptlager und mit Hubzapfen (10) für die Pleuel-Hublager, wobei mindestens ein Lagerzapfen (8) und/oder Hauptlagerabschnitt (15) und/oder mindestens ein Hubzapfen (10) eine Oberflächenbeschichtung mit Trockenschmierungseigenschaften aufweist, die eine Basisschicht (20) aus einer Metall-Legierung und eine äußere, Trockenschmierungseigenschaften besitzende Deckschicht (30) umfasst.
Pleuelstange mit einem großen (4a) und einem kleinen Pleuelauge (4b), wobei die Oberflächen der Innenwandungen (5a, 5b) des großen und/oder kleinen Pleuelauges (4a, 4b) porenartige Vertiefungen (5) zur Aufnahme von durch Abrieb freigesetztem Deckschichtwerkstoff mit Trockenschmierungseigenschaften aus der Deckschicht (30) der Oberflächenbeschichtung des Hubzapfens (10) oder des Kolbenbolzens (B) anderen Lagerpartners aufweisen.
Verfahren zum Einbringen von porenartigen Vertiefungen (5) zur Aufnahme von durch Abrieb freigesetztem Deckschichtwerkstoff mit Trockenschmierungseigenschaften einer Deckschicht (30) in die eine Lagerpaarung nach den Ansprüchen 1 bis 10 bildenden Oberflächen (2, 5a, 5b, 8a, 8b, 9a, 15a), bei welchem mindestens eine der Oberflächen (2, 5a, 5b, 8a, 8b, 9a, 15a) mittels eines Behandlungsverfahrens so behandelt wird, dass sich auf der behandelten Oberfläche Spitzen (12) und Vertiefungen (13) ausbilden, wobei die behandelte Oberfläche anschließend einer Material abtragenden Bearbeitung derart unterzogen wird, dass die Spitzen (12) zum Teil abgetragen werden und die Vertiefungen (13) teilweise erhalten bleiben, sodass sich eine zusammenhängende Glatt- und Tragfläche (14) ausbildet, welche als Lagerfläche wirkt und die verbleibenden Vertiefungen (13) die porenartigen Vertiefungen (5) zur Aufnahme von durch Abrieb freigesetztem Deckschichtwerkstoff der Deckschicht (30) bilden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei dass das Behandlungsverfahren ein Strahlverfahren ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Strahlverfahren ein mit Feststoffpartikeln arbeitendes abrasives Strahlverfahren ist, bei dem die Oberfläche (2, 5a, 5b, 8a, 8b, 9a, 15a) mit Feststoffpartikeln beschossen wird, sodass sich die Spitzen (12) und Vertiefungen (13) durch plastische Verformung und/oder abrasiven Verschleiß des Werkstoffs des behandelten Bauteils ausbilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Material abtragende Bearbeitung ein spanabhebendes Bearbeitungsverfahren wie Drehen und/oder Fräsen und/oder Schleifen ist