DE102007037887B3

DE102007037887B3 - coating

Info

Publication number: DE102007037887B3
Application number: DE102007037887A
Authority: DE
Inventors: Peter Horling; Hans-Jürgen Liesegang; Wolfgang GLÄNTZ
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2007-08-14
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2027-08-15
Also published as: EP2179072A1; WO2009021689A1

Abstract

Die Erfindung betrifft dabei eine Beschichtung, deren Hauptbestandteil ein hochfestes, zähes und hartes Metall ist, wobei die Beschichtung in wenigstens einem Oberflächenbereich mit einer quadratähnlichen Grundfläche mit einer Seitenlänge im Bereich um einen Millimeter herum durch ein Profil mit vielen spitzen Bergen und Tälern gekennzeichnet ist und wobei in diesem Oberflächenbereich ein Anteil derjenigen Berge und Täler, die eine zur Grundfläche planparallele Ebene überragen, die vom höchsten Berg einen Abstand im Bereich zwischen 15 und 30 µm aufweist, größer in etwa 20% ist.The invention relates to a coating whose main component is a high-strength, tough and hard metal, wherein the coating is characterized in at least one surface area with a square-shaped base with a side length in the range of one millimeter by a profile with many pointed mountains and valleys and wherein in this surface area, a proportion of those mountains and valleys which project beyond a plane parallel to the base plane, which has a distance in the range between 15 and 30 μm from the highest mountain, is greater in about 20%.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtung.The The invention relates to a coating.

Aus der DE 24 22 712 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Abdeckschicht durch Besprühen mit geschmolzenem Metall auf einem zuvor gereinigten Teil eines Gewindes in der Anwendung bei der Herstellung eines eine Selbstsicherung tragenden Befestigungselements, insbesondere einer Schraube bekannt. Dazu wird beispielsweise Molybdän durch ein Flammspritzverfahren auf das Gewinde aufgebracht. Die Abdeckschicht ist dabei derart aufgebracht, dass sie zwischen den Gewindeflächen des Gewindeschaftes und einem Gegengewinde eines zugehörigen Gegenelements, mit dem die Schraube zusammengeschraubt wird, elastisch verformt wird, so dass ein erhöhter Reibungswiderstand zustande kommt, der einem unerwünschten Lösen der Schraubverbindung zwischen der Schraube und dem zugehörigen Gegenelement entgegenwirkt. Durch diese reibungserhöhende Wirkung wird ein selbstsicherndes Zusammenhalten der Elemente bewirkt.From the DE 24 22 712 C2 For example, a method for producing a cover layer by spraying molten metal on a previously cleaned part of a thread in use in the manufacture of a self-securing fastener, particularly a screw, is known. For example, molybdenum is applied to the thread by a flame spraying method. The cover layer is applied so that it is elastically deformed between the threaded surfaces of the threaded shaft and a mating thread of an associated counter element with which the screw is screwed together, so that an increased frictional resistance is achieved, the unwanted loosening of the screw connection between the screw and counteracts the associated counter-element. By this friction-increasing effect a self-locking holding together of the elements is effected.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Beschichtung zu schaffen, mit der hohe Haftreibungszahlen erzielbar sind.A The object of the invention is to provide an improved coating, with the high static friction coefficients are achievable.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The The object is solved by the subject matter of claim 1. advantageous Embodiments are described in the subclaims.

Anspruch 1 betrifft dabei eine Beschichtung, deren Hauptbestandteil ein hochfestes, zähes und hartes Metall ist, wobei die Beschichtung in wenigstens einem Oberflächenbereich mit einer quadratähnlichen Grundfläche mit einer Seitenlänge im Bereich um einen Millimeter herum durch ein Profil mit vielen spitzen Bergen und Tälern gekennzeichnet ist und wobei in diesem Oberflächenbereich ein Anteil derjenigen Berge und Täler, die eine zur Grundfläche planparallele Ebene überragen, die vom höchsten Berg einen Abstand im Bereich zwischen 15 und 30 μm aufweist, größer in etwa 20% ist.claim 1 relates to a coating whose main component is a high-strength, tough and hard Metal is wherein the coating is in at least one surface area with a square-like Floor space with one side length in the range around a millimeter around by a profile with many point mountains and valleys and wherein in this surface area a proportion of those Mountains and valleys, one to the base area overhang plane parallel plane, the highest Mountain has a distance in the range between 15 and 30 microns, bigger in about 20% is.

Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass durch diese Topographie der Beschichtung, insbesondere bei Ausbildung der Beschichtung als flammgespritzte Molybdänbeschichtung, wunschgemäß ein hoher Flächentraganteil, beispielsweise größer 20%, sowie große Haftreibungszahlen, beispielsweise größer 0,6 oder sogar größer 0,65 bezogen auf eine Paarung besagter Beschichtung mit einem stählernen Gegenstück erzielbar sind.The Invention is based on the knowledge that through this topography the coating, in particular when forming the coating as a flame-sprayed Molybdenum coating as desired a high Area fraction, for example, greater than 20%, as well as big ones Static friction numbers, for example, greater than 0.6 or even greater than 0.65 based on a mating of said coating with a steel one counterpart can be achieved.

Mit Vorteil kann besagte Beschichtung beispielsweise bei einer starren Wellenkupplung verwendet werden, bei der beispielsweise zwei hohlwellenartige Wellenteile an einander gegenüberliegenden, flanschartig erweiterten Enden durch ein Verschrauben der beiden Flansche miteinander verbunden sind. Dabei kann die Beschichtung direkt auf eine der Flanschstirnseiten aufgebracht sein oder es ist zwischen den beiden Flanschen eine Lochscheibe vorgesehen, deren Oberfläche entsprechend beschichtet ist. Dabei kann die Lochscheibe zur einfacheren Montierbarkeit in mehrere Sektoren geteilt ausgebildet und mit Löchern für die Schraubverbindungen ausgebildet sein. Weiterhin kann die Lochscheibe außenmantelseitig auch zahnradartig ausgebildet sein, um sie beispielsweise als Pulsgeber für eine Drehzahlerfassung der Welle zu nutzen. Gegenüber einer vergleichbaren starren Kupplung ohne Beschichtung kann mit besonderem Vorteil bei gleicher Festigkeit die Kupplung beispielsweise mit einem kleineren Flanschdurchmesser und/oder mit einer geringeren Anzahl an Schrauben auskommen. Das kleinere Gewicht sowie das kleinere Volumen sind dabei bei gewichts- und/oder platzkritischen Einbauverhältnissen beispielsweise im Maschinenhaus einer Windkraftanlage, das am oberen Ende eines Turms montiert ist, von besonderem Vorteil.With Advantage can said coating for example in a rigid Shaft coupling can be used, for example, in the two hollow-shaft Shaft parts at opposite, flange extended ends by screwing the two Flanges are interconnected. In this case, the coating be applied directly to one of the flange faces or it is provided between the two flanges a perforated disc whose surface coated accordingly. Here, the perforated disc for easier Can be assembled in several sectors divided and with holes for the screw be educated. Furthermore, the perforated disc outer jacket side also be designed gear-like, for example, as a pulser for one Use speed detection of the shaft. Compared to a comparable rigid Coupling without coating can with particular advantage at the same strength the coupling, for example, with a smaller flange diameter and / or manage with a smaller number of screws. The smaller one Weight and the smaller volume are at weight and / or space-critical installation conditions For example, in the nacelle of a wind turbine, the upper End of a tower is mounted, of particular advantage.

Weiterhin kann die Beschichtung mit Vorteil auch auf wenigstens einer Fläche zweier miteinander zu verbindender Bremsbackenträger ausgebildet sein. Dabei bilden die zusammengesetzten Bremsbackenträger eine U-Form, wobei in jedem Schenkel der U-Form eine zum anderen Schenkel hin bewegbare Bremsbacke angeordnet ist. Die Bremsbackenträger liegen im Bereich des Bodens der U-Form aneinander an und in diesem Bereich ist wenigstens eine der zum Aneinanderanliegen vorgesehenen Oberflächen mit besagter Beschichtung ausgebildet.Farther The coating can advantageously also on at least one surface of two be formed together to be connected brake shoe carrier. there The composite brake shoe carrier form a U-shape, with each in one Leg of the U-shape one to the other leg movable brake shoe is arranged. The brake shoe carriers are in the area of the soil the U-shape to each other and in this area is at least one the abutting surfaces with said coating educated.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the embodiment of the invention described below the figures. Showing:

1 in einer Draufsicht eine Höhenverteilung einer flammgespritzten Molybdänschicht in einem 0,9 mm × 0,9 mm großen 1 in a plan view of a height distribution of a flame-sprayed molybdenum layer in a 0.9 mm × 0.9 mm large

Bereich und 2 bis 5 Höhenprofilverläufe der Molybdänschicht der 1 entlang der in der 1 mit 1 bis 4 bezeichneten Geraden.Area and 2 to 5 Height profile of the molybdenum layer of the 1 along in the 1 with 1 to 4 designated straight lines.

Die 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Draufsicht eine Höhenverteilung einer flammgespritzten Molybdänschicht im Bereich einer quadratischen Grundfläche von 0,9 mm × 0,9 mm. Die Molybdänschicht ist dabei durch Flammspritzen auf eine plane Grundfläche eines aus Stahl ausgebildeten Trägerelements aufgebracht. Die Beschichtung ist dabei durch eine Vielzahl spitzer Berge und Täler gekennzeichnet. In der 1 sind aber lediglich diejenigen Berge und Täler dargestellt, die eine zur Grundfläche planparallele Ebene überragen, die vom höchsten Berg einen Abstand von ca. 20 μm aufweist.The 1 shows as an embodiment of the invention in the form of a plan view of a height distribution of a flame-sprayed molybdenum layer in the range of a square base area of 0.9 mm × 0.9 mm. The molybdenum layer is applied by flame spraying on a flat base of a support made of steel. The coating is characterized by a variety of pointed mountains and valleys. In the 1 but only those mountains and valleys are shown, which überra a planparallel to the base plane gene, which has a distance of about 20 microns from the highest mountain.

Die dunkelste Graufläche stellt dabei einen Bereich dar, der etwa 20 μm über besagte Ebene übersteht. Weiß kennzeichnet dabei den Bereich besagter Ebene und aller unter der Ebene liegenden Berge und Täler. Bereiche, die zwischen besagter Ebene und dem höchsten der Berge liegen, sind dabei mit hellerem Grau dargestellt, wobei je heller die Graufläche ist, desto kleiner ist der Überstand des entsprechenden Bereichs über besagte Ebene. Der 1 ist dabei entnehmbar, dass die grauen Flächen mehr als 20% der Grundfläche von 0,9 mm × 0,9 mm einnehmen, so dass damit die eingangs zur Lösung der Aufgabe beschriebenen Vorteile erzielbar sind.The darkest gray area represents an area that protrudes about 20 μm above said level. White indicates the area of said plain and all submontane mountains and valleys. Areas that lie between said level and the highest of the mountains are shown with lighter gray, the brighter the gray area, the smaller is the projection of the corresponding area over said level. Of the 1 In this case, it can be seen that the gray areas occupy more than 20% of the base area of 0.9 mm × 0.9 mm, so that the advantages described at the outset for achieving the object can be achieved.

Die 2 bis 5 zeigen schließlich noch entlang der Geraden 1 bis 4 aus der 1 entsprechende Höhenprofilverläufe der Beschichtung, wobei das Profil ähnlich wie in der 1 lediglich für diejenigen Bereiche dargestellt ist, die besagte Ebene überragen. Dabei ist in den 2 bis 5 die Null-Mikrometer-Linie als Mittelwert durch alle entlang der jeweiligen Geraden über besagte Ebene überstehenden Punkte gelegt.The 2 to 5 Finally, even along the lines 1 to 4 from the 1 corresponding profile profile of the coating, the profile similar to that in the 1 is shown only for those areas that exceed said level. It is in the 2 to 5 the zero micrometer line is placed as an average through all the points projecting along the respective straight line over said plane.

Der Höhenverlauf der 1 ist dabei mit einem Weißlicht-Interferometer aufgenommen. Derartige Aufnahmen lassen sich dabei insbesondere bei einer Herstellung in Serie besagter Schichten auch zu deren Qualitätsüberwachung und -sicherung mit Vorteil einsetzen, da mit dieser Technologie ein zum Einhalten der geforderten Tragzahl bzw. Haftreibungszahl notwendige Überstandsanteil von beispielsweise größer 20% einfach überprüf- und nachweisbar ist.The height of the 1 is recorded with a white light interferometer. Such recordings can also be used for their quality monitoring and assurance in particular in a production in series said layers with advantage, since with this technology a necessary to comply with the required load rating or static friction coefficient supernatant of, for example, greater than 20% is easily verifiable and verifiable ,

Claims

Coating whose main component is a high-strength, tough and hard metal, wherein the coating is in at least one surface area with a square-like Floor space with one side length in the range around a millimeter around by a profile with many point mountains and valleys and wherein in this surface area a proportion of those Mountains and valleys that one to the base area overhang plane parallel plane, the highest Mountain has a distance in the range between 15 and 30 microns, greater in about 20% is.

Coating according to claim 1, wherein the distance in about 20 microns is.

Coating according to one of claims 1 or 2, wherein the proportion greater than 25%, especially greater than 30% is.

Coating according to one of claims 1 to 3, wherein the height differences between those towering above the level Mountains and valleys be in a range between 0 and 30 microns.

A coating according to any one of claims 1 to 4, wherein the base area is about 0.9 mm x 0.9 mm ² .

Coating according to one of claims 1 to 5, wherein the metal a transition metal, in particular the 6th group of the periodic table.

Coating according to one of claims 1 to 6, wherein the metal molybdenum is.

Coating according to one of claims 1 to 7, wherein the coating applied by flame spraying.

Coating according to one of claims 1 to 8, wherein the coating used to increase friction is.

Coating according to one of claims 1 to 9, wherein the coating is applied to a planar component surface is.

The coating of claim 10, wherein the component made of steel or cast iron.