DE102008024313A1 - Preconditioning surface to be coated such as inner surface of hollow cylinder, by machiningly and/or embossingly introducing undercuts and/or preforms of undercuts into the surface, and carrying out non-cutting process step with preforms - Google Patents

Preconditioning surface to be coated such as inner surface of hollow cylinder, by machiningly and/or embossingly introducing undercuts and/or preforms of undercuts into the surface, and carrying out non-cutting process step with preforms Download PDF

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Abstract

The method comprises machiningly and/or embossingly introducing undercuts (3) and/or preforms of the undercuts into a surface (2), and carrying out a further non-cutting process step with the preforms for producing the undercuts. The undercuts are milled or rotated as a part of a saw-tooth geometry in the surface. Prismatic structures are introduced as preforms into the surface, and have a cross-section in the type of isosceles triangle. The preforms are splitted and compressed in the further process step. The undercuts are produced in a hollow cylinder (1) in a circulating manner. The method comprises machiningly and/or embossingly introducing undercuts (3) and/or preforms of the undercuts into a surface (2), and carrying out a further non-cutting process step with the preforms for producing the undercuts. The undercuts are milled or rotated as a part of a saw tooth geometry in the surface. Prismatic structures are introduced as preforms into the surface, and have a cross-section in the type of isosceles triangle. The preforms are splitted and compressed in the further process step. The undercuts are produced in a hollow cylinder (1) in a circulating manner. An axially symmetrical, radially deliverable tool is used for rotating, milling, splitting and/or compressing. A tool for splitting is used with three rotatable rollers, which are formed among each other in the type of circular blades stacked to each other with a defined interval. The preforms are embossed with jaws, whose lateral surface has a microtopography, by an axially symmetrical device in the form of a microcavern geometry. A non-cutting transformation of the microcavern geometry takes place in the further process step for forming the undercuts. The microcavern geometry is splitted and/or compressed in the further process step.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorkonditionierung einer zu beschichtenden Oberfläche.The The invention relates to a method for preconditioning a coating surface.

Bei der Herstellung von Verbrennungsmotoren wird aus Gründen der Energieeffizienz und der Emissionsreduzierung eine möglichst geringe Reibung und eine hohe Abrieb- und Verschleißfestigkeit angestrebt. Hierzu werden Motorbauteile, wie zum Beispiel Zylinderbohrungen bzw. deren Wandungen mit einer Laufflächenschicht versehen oder es werden Laufbuchsen in die Zylinderbohrungen eingesetzt, welche mit einer Laufflächenschicht versehen werden. Das Aufbringen solcher Laufflächenschichten erfolgt oft mittels thermischen Spritzens, beispielsweise Lichtbogendrahtspritzen. Beim Lichtbogendrahtspritzen wird zwischen zwei drahtförmigen Spritzwerkstoffen ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugt. Dabei schmelzen die Drahtspitzen ab und werden beispielsweise mittels eines Zerstäubergases auf die zu beschichtende Oberfläche, beispielsweise die Zylinderwand befördert, wo sie sich anlagern.at The production of internal combustion engines is for reasons energy efficiency and emission reduction as much as possible low friction and high abrasion and wear resistance. For this purpose, engine components, such as cylinder bores or their walls provided with a tread layer or bushings are inserted into the cylinder bores, which are provided with a tread layer. The Application of such tread layers is often by means of thermal spraying, for example arc wire spraying. At the Arc wire spraying is between two wire-shaped spray materials generates an arc by applying a voltage. It will melt the wire tips and are for example by means of a nebulizer gas on the surface to be coated, for example the Cylinder wall transported where they attach.

Ziel ist dabei, die gesamte Lauffläche homogen zu beschichten. Um eine gute Haftung der Laufflächenschicht auf der zu beschichtenden Oberfläche, auch Substrat genannt, sicher zu stellen, sind verschiedene Verfahren zur Aktivierung der Oberfläche gebräuchlich, bei denen die Oberfläche angeraut wird, damit Beschichtungspartikel besser an der Oberfläche haften. Solche Verfahren sind beispielsweise Hochdruckwasserstrahlen (HDWS) oder Korundstrahlen. Diese Verfahren sind kompliziert in der Handhabung und bergen das Risiko, die Oberfläche mit unerwünschten Fremdstoffen zu kontaminieren. Beim Hochdruckwasserstrahlen können beispielsweise im Wasser vorhandene Bakterien in der aufgerauten Oberfläche siedeln.aim is going to coat the entire tread homogeneously. To ensure good adhesion of the tread layer on the coating surface, also called substrate, safe There are several methods for activating the surface common in which the surface is roughened, so that coating particles adhere better to the surface. Such methods are for example high-pressure water jets (HDWS) or corundum rays. These procedures are complicated to handle and harbor the risk of having unwanted surface Contaminate contaminants. When high-pressure water jetting can For example, bacteria present in the water in the roughened Settle surface.

Aus der EP 1 854 903 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung verschleißfester Beschichtungen auf einem Metallgrundkörper, insbesondere aus Leichtmetall bekannt, das folgende Verfahrensschritte umfasst:

  • – mechanisches Aufrauen der zu beschichtenden Fläche auf dem Metallgrundkörper;
  • – Reinigen und Aufrauen der zu beschichtenden Fläche mittels eines Laserstrahls; und
  • – Auftragung einer verschleißfesten Beschichtung mittels eines thermischen Spritzverfahrens.
From the EP 1 854 903 A1 is a method for producing wear-resistant coatings on a metal base body, in particular made of light metal, comprising the following method steps:
  • - Mechanical roughening of the surface to be coated on the metal body;
  • - Cleaning and roughening the surface to be coated by means of a laser beam; and
  • - Application of a wear-resistant coating by means of a thermal spray process.

Die Bearbeitung mittels des Laserstrahls erfordert eine sehr hohe Präzision.The Processing by means of the laser beam requires a very high precision.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Vorkonditionierung einer zu beschichtenden Oberfläche anzugeben.It is therefore an object of the invention, an improved method for the preconditioning of a surface to be coated specify.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The The object is achieved by a method having the features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Further developments are the subject of the dependent claims.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Vorkonditionierung einer zu beschichtenden Oberfläche werden Hinterschnitte und/oder Vorformen der Hinterschnitte spanend und/oder prägend, beispielsweise mittels Drehen und/oder Fräsen und/oder einer Vorrichtung mit einer gehärteten Mikrotopographie auf einer der Bearbeitung dienenden Mantelfläche in die Oberfläche eingebracht.at a method according to the invention for preconditioning A surface to be coated becomes undercuts and / or preforming the undercuts by machining and / or embossing, for example by means of turning and / or milling and / or a device with a hardened microtopography a working surface serving in the surface brought in.

Beispielsweise kann eine Sägezahngeometrie in die Oberfläche gedreht oder gefräst werden, die einen Hinterschnitt umfasst.For example can create a sawtooth geometry in the surface be turned or milled, which includes an undercut.

Vorformen der Hinterschnitte können beispielsweise prismatische Strukturen sein, beispielsweise mit der Kontur eines zumindest annähernd gleichschenkligen Dreiecks. Diese Vorformen können dann in einem weiteren, spanlosen, das heißt nichtspanenden Verfahrensschritt so verformt werden, dass sich die gewünschten Hinterschnitte ergeben.preforms the undercuts, for example, prismatic structures be, for example, with the contour of an at least approximately isosceles Triangle. These preforms can then be used in another, non-cutting, that is non-chipping process step so be deformed, that the desired undercuts result.

Beispielsweise können Kanten solcher prismatischen Strukturen gespalten werden, so dass sich palmenblattförmige Hinterschnitte ergeben.For example can split edges of such prismatic structures be so that palm leaf-shaped undercuts result.

Alternativ können die Kanten der prismatischen Strukturen gestaucht werden, so dass sich t-förmige Hinterschnitte ergeben.alternative The edges of the prismatic structures can be upset so that there are T-shaped undercuts.

Ein Stauchen kann auch nach dem Spalten erfolgen um die Ausbildung der palmenblattförmigen Hinterschnitte zu verbessern.One Upsetting can also occur after splitting around the training of the to improve palm leaf-shaped undercuts.

Ebenso kann zunächst gestaucht werden um das Ergebnis anschließend durch Spalten zu optimieren.As well can first be upset to the result afterwards to optimize by columns.

Mittels der Vorrichtung, insbesondere einer axialsymmetrischen Vorrichtung mit mehreren Backen, mit einer gehärteten Mikrotopographie auf der zur Bearbeitung dienenden Mantelfläche können Vorformen in der Art von Mikrokavernen-Geometrien in die zu bearbeitende Oberfläche eingeprägt werden, indem die Vorrichtung auf die zu bearbeitende Oberfläche hin zugestellt wird. In mindestens einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein spanloses Umformen der Mikrokavernengeometrie zur Bildung der Hinterschnitte.through the device, in particular an axisymmetric device with multiple jaws, with a hardened microtopography preforms can be used on the lateral surface for processing in the nature of microcavern geometries in the surface to be processed be imprinted by the device on the surface to be machined is delivered. In at least one further process step a non-cutting forming of Mikrokavernengeometrie carried out for education the undercuts.

In diesem Verfahrensschritt kann die Mikrokavernengeometrie beispielsweise gestaucht und/oder gespalten werden.In This process step, the microcavity geometry, for example compressed and / or split.

Die Mikrotopographie und ein radialer Freiheitsgrad der Vorrichtung können so beschaffen sein, dass sich eine Mikrokavernengeometrie mit etwa 100 μm tiefen Kavernen ergibt.The Microtopography and a radial degree of freedom of the device can be such that a Mikrokavernengeometrie with caverns of approximately 100 μm depth.

Mit auf solche Weise erzeugten Hinterschnitten ist eine optimale Adhäsion zwischen einer nachfolgend aufgebrachten Schicht und der Oberfläche erreichbar, da die Schicht sich in den Hinterschnitten verkrallt.With undercuts produced in this way is an optimal adhesion achievable between a subsequently applied layer and the surface, because the layer digs into the undercuts.

Alle Ausführungsformen des Verfahrens sind mit hoher Reproduzierbarkeit bei kurzen Taktzeiten wirtschaftlich in der Massenproduktion einsetzbar. Der Werkzeug- und Applikationsaufwand ist gering. Verglichen mit dem Hochdruckwasserstrahlverfahren ergibt sich eine verbesserte Umweltverträglichkeit, da kein verschmutztes Wasser entsorgt werden muss.All Embodiments of the method are with high reproducibility can be used economically in mass production at short cycle times. Of the Tool and application costs are low. Compared with that High-pressure water jet process results in improved environmental compatibility since no polluted water needs to be disposed of.

Die Vorkonditionierung mittels Spalten oder Stauchen der prismatischen Vorform führt zu besonders effektiven Hinterschnitten.The Preconditioning by splitting or upsetting the prismatic Preform leads to particularly effective undercuts.

Als Oberfläche kann insbesondere eine Innenfläche eines Hohlzylinders, beispielsweise eine Zylinderlaufbahn eines Verbrennungsmotors vorkonditioniert werden, wobei die Hinterschnitte im Hohlzylinder umlaufend erzeugt werden. Zum Drehen und/oder Fräsen und/oder Spalten und/oder Stauchen wir dabei insbesondere ein radial zustellbares Werkzeug verwendet um das Werkzeug zunächst problemlos ohne Beschädigung der Oberfläche in den Zylinder einzuführen und dann an Ort und Stelle Oberflächenbearbeitungsmittel des Werkzeugs im erforderlichen Ausmaß radial in Richtung der Oberfläche zuzustellen. Zum Entfernen des Werkzeugs aus dem Zylinder werden die Oberflächenbearbeitungsmittel wieder zurückgezogen. Zum Spalten kann ein axialsymmetrisches Werkzeug mit mindestens drei rotierbaren Walzen verwendet werden. Die Walzen sind vorzugsweise in der Art aufeinander gestapelter kreisförmiger Messer mit definiertem Abstand untereinander gebildet.When Surface can in particular an inner surface a hollow cylinder, for example a cylinder bore of a Combustion engine be preconditioned, the undercuts be generated circumferentially in the hollow cylinder. For turning and / or milling and / or columns and / or we compress in particular a radial deliverable tool initially used around the tool easily without damaging the surface in the cylinder introduce and then in place surface treatment agent the tool in the required extent radially in the direction deliver the surface. To remove the tool the cylinder becomes the surface treatment means again withdrawn. For splitting, an axisymmetric Tool be used with at least three rotatable rollers. The rollers are preferably stacked one on top of the other circular knife with a defined distance between each other educated.

Es sind auch anders gestaltete Oberflächen, beispielsweise Außenflächen von Wellen mit dem Verfahren vorkonditionierbar.It are also differently designed surfaces, for example Outside surfaces of waves preconditionable by the method.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.in the Below, embodiments of the invention are based on explained in more detail by drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Schnittdarstellung eines Teils eines Zylinders eines Verbrennungsmotors mit einer sägezahnförmig für einen Beschichtungsvorgang vorkonditionierten Oberfläche einer Zylinderlaufbahn, 1 1 is a sectional view of a part of a cylinder of an internal combustion engine with a surface of a cylinder path preconditioned in a sawtooth-shaped manner for a coating process;

2 einen Schnitt durch eine mit prismatischen Vorformen versehene Oberfläche, 2 a section through a provided with prismatic preforms surface,

3 den Schnitt durch die mit prismatischen Vorformen versehene Oberfläche aus 2 mit einem Teil eines Spaltwerkzeugs, 3 the section through the provided with prismatic preforms surface 2 with a part of a splitting tool,

4 den Schnitt durch die Oberfläche aus 2, wobei die prismatischen Vorformen zur Bildung von Hinterschnitten gespalten wurden, 4 the cut through the surface 2 in which the prismatic preforms were split to form undercuts,

5 ein axialsymmetrisches, radial zustellbares Werkzeug mit rotierbaren Walzen zum Spalten der prismatischen Vorformen, 5 an axisymmetric, radially deliverable tool with rotatable rollers for splitting the prismatic preforms,

6 den Schnitt durch die mit prismatischen Vorformen versehene Oberfläche aus 2 mit einem Teil eines Stauchwerkzeugs, 6 the section through the provided with prismatic preforms surface 2 with a part of a compression tool,

7 den Schnitt durch die Oberfläche aus 2, wobei die prismatischen Vorformen zur Bildung von Hinterschnitten gestaucht wurden, 7 the cut through the surface 2 in which the prismatic preforms were compressed to form undercuts,

8 ein axialsymmetrisches, radial zustellbares Werkzeug zum Stauchen der prismatischen Vorformen, 8th an axisymmetric, radially deliverable tool for upsetting the prismatic preforms,

9 einen Zylinder mit einer axialsymmetrischen Vorrichtung mit mehreren Backen zum Prägen der Vorform, 9 a cylinder with an axisymmetric device with a plurality of jaws for embossing the preform,

10 verschiedene mit der Vorrichtung aus 9 in der Oberfläche erzeugte Mikrokavernengeometrien, und 10 different with the device 9 microcavity geometries generated in the surface, and

11 Varianten der zur Bildung von Hinterschnitten spanlos umgeformten Mikrokavernengeometrien aus 10. 11 Variants of undeformed microcavity geometries to form undercuts 10 ,

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

In 1 ist eine Schnittdarstellung eines Teils eines Zylinders 1 eines Verbrennungsmotors mit einer sägezahnförmig für einen Beschichtungsvorgang vorkonditionierten Oberfläche 2 einer Zylinderlaufbahn gezeigt. Die Oberfläche weist Hinterschnitte 3 auf, die ein sicheres Anhaften einer später aufzubringenden Beschichtung ermöglichen. Die sägezahnförmige Oberfläche 2 wird durch Fräsen oder Drehen erzeugt. Dies geschieht zum Beispiel mittels eines axialsymmetrischen, radial zustellbaren Werkzeugs (nicht gezeigt), das Schneiden aufweist, die zum Einführen in den Zylinder 1 zunächst soweit in Richtung einer Rotationsachse des Werkzeugs gestellt sind, das ein problemloses Einführen möglich ist. Sobald das Werkzeug die gewünschte Position erreicht hat, werden die Schneiden in radialer Richtung auf die Oberfläche 2 hin zugestellt. Zur Erzeugung der Hinterschnitte 3 muss die Zustellbewegung auch eine axiale Komponente während des Fräsvorgangs aufweisen.In 1 is a sectional view of a part of a cylinder 1 an internal combustion engine with a sawtooth preconditioned for a coating surface 2 a cylinder bore shown. The surface has undercuts 3 on, which allow a secure adhesion of a later applied coating. The sawtooth surface 2 is generated by milling or turning. This is done, for example, by means of an axisymmetric, radially deliverable tool (not shown) having cutting edges for insertion into the cylinder 1 are initially set so far in the direction of an axis of rotation of the tool that a trouble-free insertion is possible. As soon as the tool has reached the desired position, the cutting edges are moved radially onto the surface 2 delivered. To create the undercuts 3 must be the delivery movement also have an axial component during the milling process.

2 zeigt einen Schnitt durch eine mit Vorformen in Gestalt prismatischer Strukturen 4 versehene Oberfläche 2. Die prismatischen Strukturen 4 werden als Umlaufprismen ebenfalls durch Fräsen oder Drehen erzeugt. Hierbei ist anders als in 1 jedoch nur eine radiale Zustellbewegung des Werkzeugs ohne axiale Komponente erforderlich. Die prismatischen Strukturen 4 weisen im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Querschnitt in der Art eines zumindest annähernd gleichschenkligen Dreiecks auf, können aber auch anders gebildet sein. 2 shows a section through one with preforms in the form of prismatic structures 4 provided surface 2 , The prismatic structures 4 are also produced as circulation prisms by milling or turning. This is different than in 1 However, only a radial feed movement of the tool without axial component required. The prismatic structures 4 have in the embodiment shown a cross section in the manner of an at least approximately isosceles triangle, but may also be formed differently.

3 zeigt den Schnitt durch die mit prismatischen Strukturen 4 versehene Oberfläche 2 aus 2 mit einem Messer 5. Es wird so positioniert, dass es jeweils auf eine Kante 6 der prismatischen Struktur 4 wirkt. Dabei wird eine Kraft F in Richtung der Kante 6 ausgeübt. 3 shows the section through the with prismatic structures 4 provided surface 2 out 2 with a knife 5 , It is positioned so that it is always on one edge 6 the prismatic structure 4 acts. In this case, a force F in the direction of the edge 6 exercised.

4 zeigt den Schnitt durch die Oberfläche 2 aus 2 und 3, wobei die zuvor prismatischen Strukturen 4 zur Bildung von Hinterschnitten 3 durch das Messer 5 gespalten wurden. Die palmenblattförmig gebildeten Hinterschnitte 3 erlauben ein sicheres Anhaften der später aufzubringenden Beschichtung. 4 shows the section through the surface 2 out 2 and 3 , where the previously prismatic structures 4 for the formation of undercuts 3 through the knife 5 were split. The palm-leaf-shaped undercuts 3 allow a secure adhesion of the later applied coating.

In 5 ist ein axialsymmetrisches, radial zustellbares Spaltwerkzeug 7 zum Spalten der prismatischen Strukturen 4 gezeigt. Das Spaltwerkzeug 7 weist rotierbare Walzen 8 auf. Die Walzen 8 sind in der Art aufeinander gestapelter kreisförmiger Messer 5 mit definiertem Abstand untereinander gebildet. Zum Vorkonditionieren eines Zylinders 1 sind mindestens drei solcher rotierbaren Walzen 8 erforderlich. Es kann auch eine größere Anzahl Walzen 8 vorgesehen sein. Das Spaltwerkzeug 7 wird zunächst mit in Radialrichtung r zu einer Rotationsachse 9 hin verstellten Walzen 8 in Axialrichtung a in den Zylinder 1 eingeführt und axial so positioniert, dass die Messer 5 bezüglich der Kanten 6 die in 3 gezeigte Position einnehmen. Während das Spaltwerkzeug 7 rotiert, werden die Walzen 8 und damit die Messer 5 radial von der Rotationsachse 9 weg zu den prismatischen Strukturen 4 hin zugestellt. Die Messer 5 rollen dabei auf den Kanten 6 ab und spalten diese auf, wie in 4 gezeigt wurde. Zum Entfernen des Spaltwerkzeugs 7 werden die Walzen 8 wieder in Richtung der Rotationsachse 9 verstellt, bevor das Spaltwerkzeug 7 in Axialrichtung a aus dem Zylinder 1 gezogen wird.In 5 is an axisymmetric, radially deliverable splitting tool 7 for splitting the prismatic structures 4 shown. The splitting tool 7 has rotatable rollers 8th on. The rollers 8th are in the manner of stacked circular knives 5 formed with a defined distance from each other. For preconditioning a cylinder 1 are at least three such rotatable rollers 8th required. It can also handle a larger number of rolls 8th be provided. The splitting tool 7 is first with in the radial direction r to a rotation axis 9 hin adjusted rollers 8th in the axial direction a into the cylinder 1 inserted and positioned axially so that the knives 5 concerning the edges 6 in the 3 take position shown. While the splitting tool 7 rotates, the rollers become 8th and with it the knives 5 radially from the axis of rotation 9 away to the prismatic structures 4 delivered. The knife 5 roll on the edges 6 and split them up, as in 4 was shown. To remove the splitting tool 7 become the rollers 8th again in the direction of the axis of rotation 9 adjusted before the splitting tool 7 in the axial direction a from the cylinder 1 is pulled.

6 zeigt den Schnitt durch die mit prismatischen Strukturen 4 versehene Oberfläche 2 aus 2 mit einer Stauchbacke 10. Statt wie in 3 und 4 die Kanten 6 zu spalten, wird mittels der Stauchbacke 10 eine Kraft F auf die Kanten 6 ausgeübt. 6 shows the section through the with prismatic structures 4 provided surface 2 out 2 with a compression jaw 10 , Instead of like in 3 and 4 the edges 6 to split, by means of the upsetting jaw 10 a force F on the edges 6 exercised.

Dies führt zu gestauchten, das heißt abgeflachten Flächen anstelle der Kanten 6, hinter denen sich die t-förmig gebildeten Hinterschnitte 3 ausbilden, wie in 7 gezeigt ist.This leads to compressed, that is flattened surfaces instead of the edges 6 , behind which are the T-shaped undercuts 3 train as in 7 is shown.

8 zeigt ein als ein axialsymmetrisches, radial zustellbares Werkzeug ausgebildetes Stauchwerkzeug 11 zum Stauchen der prismatischen Strukturen 4. Ähnlich wie beim Spaltwerkzeug 7 sind zum Vorkonditionieren eines Zylinders 1 mindestens drei Stauchbacken 10 erforderlich. Es kann auch eine größere Anzahl Stauchbacken 10 vorgesehen sein. Das Stauchwerkzeug 11 wird zunächst mit in Radialrichtung r zur Rotationsachse 9 hin verstellten Stauchbacken 10 in Axialrichtung a in den Zylinder 1 eingeführt. Während das Stauchwerkzeug 11 rotiert, werden die Stauchbacken 10 radial von der Rotationsachse 9 weg zu den prismatischen Strukturen 4 hin zugestellt. Dabei werden die Kanten 6 gestaucht, wie in 7 gezeigt wurde. Zum Entfernen des Stauchwerkzeugs 11 werden die Stauchbacken 10 wieder in Richtung der Rotationsachse 9 verstellt, bevor das Stauchwerkzeug 11 in Axialrichtung a aus dem Zylinder 1 gezogen wird. 8th shows a formed as an axisymmetric, radially deliverable tool forming tool 11 for upsetting the prismatic structures 4 , Similar to the splitting tool 7 are for preconditioning a cylinder 1 at least three compression jaws 10 required. It can also handle a larger number of jaws 10 be provided. The upsetting tool 11 is first with in the radial direction r to the axis of rotation 9 towards obstructed compression jaws 10 in the axial direction a into the cylinder 1 introduced. While the upsetting tool 11 rotated, the upsetting jaws 10 radially from the axis of rotation 9 away to the prismatic structures 4 delivered. This will be the edges 6 upset, as in 7 was shown. To remove the upsetting tool 11 become the upsetting jaws 10 again in the direction of the axis of rotation 9 adjusted before the upsetting tool 11 in the axial direction a from the cylinder 1 is pulled.

Zur Verbesserung der Form der Hinterschnitte 3 kann nach dem Spalten zusätzlich ein Stauchen erfolgen. Ebenso kann nach dem Stauchen zusätzlich ein Spalten durchgeführt werden.To improve the shape of the undercuts 3 can be done after splitting additionally upsetting. Likewise, after upsetting additionally a splitting can be performed.

Es sind auch anders gestaltete Oberflächen 2, beispielsweise Außenflächen von Wellen mit dem Verfahren vorkonditionierbar. In diesem Fall sind anders gestaltete Werkzeuge erforderlich, die insbesondere nicht axialsymmetrisch und radial zustellbar ausgebildet sein müssen.There are also differently designed surfaces 2 For example, outer surfaces of waves preconditionable by the method. In this case, differently shaped tools are required, which in particular need not be formed axially symmetrical and radially deliverable.

Die nachfolgende Beschichtung kann beispielsweise mittels thermischen Spritzens, insbesondere Lichtbogendrahtspritzens erfolgen.The subsequent coating can be, for example, by means of thermal Injection, in particular Lichtbogendrahtspritzens done.

Eine Vorform kann auch mittels einer axialsymmetrischen Vorrichtung 12 mit mehreren Backen 13 erzeugt werden, wie in 9a dargestellt ist. 9b ist eine Schnittdarstellung des Zylinders 1 und der Vorrichtung 12. Die Backen 13 weisen Mantelfläche mit einer Mikrotopographie auf und werden durch Vortrieb eines Kegels 14 in Axialrichtung a an die Oberfläche 2 des Zylinders 1 gedrückt. Dabei wird die Mikrotopographie in die Oberfläche 2 gedrückt hinterlässt dort eine eingeprägte Mikrokavernengeometrie, beispielsweise in der Art, wie in den 10a und 10b gezeigt ist. 10a zeigt eine Mikrokavernengeometrie ähnlich den prismatischen Strukturen 4 während die Mikrokavernengeometrie in 10c einen eher sinusartigen Querschnitt aufweist. Ebenso ist eine stochastische Mikrokavernengeometrie denkbar.A preform may also be by means of an axially symmetric device 12 with several cheeks 13 be generated as in 9a is shown. 9b is a sectional view of the cylinder 1 and the device 12 , The cheeks 13 have lateral surface with a microtopography and are driven by a cone 14 in the axial direction a to the surface 2 of the cylinder 1 pressed. In the process, the microtopography becomes the surface 2 pressed there leaves an impressed Mikrokavernengeometrie, for example, in the way in which 10a and 10b is shown. 10a shows a microcavity geometry similar to the prismatic structures 4 while the microcavern geometry in 10c has a more sinusoidal cross-section. Likewise, a stochastic Mikrokavernengeometrie conceivable.

In mindestens einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein spanloses Umformen der Mikrokavernengeometrie zur Bildung der Hinterschnitte 3. In 11a wurde beispielsweise die Mikrokavernengeometrie aus 10a so gestaucht, dass die Hinterschnitte 3 sich durch seitliches Umbiegen der Zacken bilden. In 11b wurden Hinterschnitte 3 durch seitliches Umbiegen der sinusartigen Mikrokavernengeometrie aus 10b mittels Stauchen erreicht. Schließlich ist auch ein Spalten der Mikrokavernengeometrie denkbar, wie in 11c dargestellt ist.In at least one further process step, a non-cutting shaping of the microcavity geometry takes place to form the undercuts 3 , In 11a For example, the microcavern geometry was made 10a so compressed that the undercuts 3 form by lateral bending of the teeth. In 11b were undercuts 3 by lateral bending of the sinusoidal Mikrokavernengeometrie from 10b achieved by upsetting. Finally, a splitting of the Mikrokavernengeometrie is conceivable, as in 11c is shown.

11
Zylindercylinder
22
Oberflächesurface
33
Hinterschnittundercut
44
prismatische Strukturprismatic structure
55
Messerknife
66
Kanteedge
77
Spaltwerkzeugsplitting tool
88th
Walzeroller
99
Rotationsachseaxis of rotation
1010
Stauchbackeupsetting jaw
1111
Stauchwerkzeugupsetting tool
1212
Vorrichtungcontraption
1313
Backejaw
1414
Kegelcone
aa
Axialrichtungaxially
FF
Kraftforce
rr
Radialrichtungradial direction

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  • - EP 1854903 A1 [0004] EP 1854903 A1 [0004]

Claims (13)

Verfahren zur Vorkonditionierung einer zu beschichtenden Oberfläche (2), dadurch gekennzeichnet, dass Hinterschnitte (3) und/oder Vorformen der Hinterschnitte (3) spanend und/oder prägend in die Oberfläche (2) eingebracht werden, wobei bei den Vorformen zur Erzeugung der Hinterschnitte (3) mindestens ein weiterer, spanloser Verfahrensschritt durchgeführt wird.Method for preconditioning a surface to be coated ( 2 ), characterized in that undercuts ( 3 ) and / or preforming the undercuts ( 3 ) cutting and / or embossing in the surface ( 2 ) are introduced, wherein in the preforms for the production of undercuts ( 3 ) at least one further, chipless process step is performed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschnitte (3) als Teil einer Sägezahngeometrie in die Oberfläche (2) eingefräst oder gedreht werden.Method according to claim 1, characterized in that the undercuts ( 3 ) as part of a sawtooth geometry into the surface ( 2 ) are milled or rotated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorformen prismatische Strukturen (4) in die Oberfläche (2) eingebracht werden.Method according to claim 1, characterized in that prismatic structures ( 4 ) into the surface ( 2 ) are introduced. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die prismatischen Strukturen (4) einen Querschnitt in der Art eines zumindest annähernd gleichschenkligen Dreiecks aufweisen.Method according to claim 3, characterized in that the prismatic structures ( 4 ) have a cross section in the manner of an at least approximately isosceles triangle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformen in einem der weiteren Verfahrensschritte gespalten werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the preforms in one of the other Process steps are split. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformen in einem der weiteren Verfahrensschritte gestaucht werden.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the preforms in one of the other Process steps are upset. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Oberfläche (2) eine Innenfläche eines Hohlzylinders (1) vorkonditioniert wird, wobei die Hinterschnitte (3) im Hohlzylinder (1) umlaufend erzeugt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as the surface ( 2 ) an inner surface of a hollow cylinder ( 1 ) is preconditioned, the undercuts ( 3 ) in the hollow cylinder ( 1 ) are generated circumferentially. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zylinderlaufbahn vorkonditioniert wird.Method according to claim 7, characterized in that that a cylinder bore is preconditioned. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Drehen und/oder Fräsen und/oder Spalten und/oder Stauchen ein axialsymmetrisches, radial zustellbares Werkzeug verwendet wird.Method according to one of claims 7 or 8, characterized in that for turning and / or milling and / or columns and / or upsetting an axisymmetric, radial deliverable tool is used. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Spalten ein Spaltwerkzeug (7) mit mindestens drei rotierbaren Walzen (8) verwendet wird, die in der Art aufeinander gestapelter kreisförmiger Messer (5) mit definiertem Abstand untereinander gebildet sind.A method according to claim 9, characterized in that for splitting a splitting tool ( 7 ) with at least three rotatable rollers ( 8th ), which are in the nature of stacked circular knives ( 5 ) are formed with a defined distance from each other. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformen mittels einer axialsymmetrischen Vorrichtung (12) mit mehreren Backen (13), deren Mantelfläche eine Mikrotopografie aufweist, in Form einer Mikrokavernengeometrie in die Oberfläche (2) eingeprägt werden, wobei in mindestens einem weiteren Verfahrensschritt ein spanloses Umformen der Mikrokavernengeometrie zur Bildung der Hinterschnitte (3) erfolgt.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the preforms by means of an axially symmetrical device ( 12 ) with several jaws ( 13 ), whose lateral surface has a microtopography, in the form of a microcavern geometry in the surface ( 2 ), wherein in at least one further method step, a non-cutting shaping of the microcavity geometry to form the undercuts ( 3 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokavernengeometrie im weiteren Verfahrensschritt gestaucht und/oder gespalten wird.Method according to claim 11, characterized in that that the Mikrokavernengeometrie compressed in the further process step and / or split. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Oberfläche (2) eine Außenfläche einer Welle vorkonditioniert wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that as a surface ( 2 ) an outer surface of a shaft is preconditioned.
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