DE102009000210A1

DE102009000210A1 - Element, particularly gear element or gear wheel, for use in device, particularly gear, guiding device, bearing device and valve or drive device, has upper surface provided with upper surface capillarity structure

Info

Publication number: DE102009000210A1
Application number: DE200910000210
Authority: DE
Inventors: Gerd Dornhoefer; Matthias Monte De
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2010-07-15

Abstract

The element (1), particularly gear element or gear wheel, has an upper surface (5), particularly lubricated upper surface. The upper surface is provided with an upper surface capillarity structure (7) that sets a preferential flow direction (8) of a lubricant. The upper surface is lubricated by the lubricant. The preferential flow direction is directed on a friction range (4) of the element. The element is made of plastic, particularly a nonpolar or polar polymer material.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein, insbesondere mit Schmiermittel geschmiertes Element gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit mindestens einem derartigen Element gemäß Anspruch 13.The The invention relates to a particular lubricated with lubricant Element according to the preamble of claim 1 and a device with at least one such Element according to claim 13th

Fast alle fettgeschmierten Systeme funktionieren in der Form, dass das Fett im Betrieb von der Reibstelle durch den ständigen Reibkontakt zu einem Reibpartner verdrängt wird und sich in der Nähe der Reibstelle an einer ungestörten Stelle sammelt. Ab diesem Zeitpunkt funktioniert die Schmierung allein durch die ständige Ölabgabe des Fettes zur Reibstelle hin. Dies betrifft Getriebe, insbesondere Kunststoffgetriebe, oder auch Gleitführungen, Lager sowie pneumatische oder hydraulische Systeme, wie Kolben-Zylindereinheiten. An der Reibstelle besteht das Problem, dass Mangelschmierungszustände auftreten können, sobald das Fett von der Reibstelle verdrängt wurde. Diese Mangelschmierungszustände sind umso wahrscheinlicher, je konsistenter das eingesetzte Fett ist, denn mit zunehmender Konsistenz verringert sich die zeit- und temperaturabhängige Ölabgabe. Weiterhin wird der Öltransport zur Reibstelle hin behindert durch sehr glatte Oberflächen, sehr weite Fluidtransportwege, insbesondere bei großen Tribokontaktflächen, dauerhaft tiefe Temperaturen, weil dann die Ölabgabe des Fettes aus dem Depot stark reduziert wird, sowie den im Betrieb auftretenden Temperaturgradienten zwischen Reibstelle und dem Rand der Reibstelle. Je nach übertragender Leistung, beispielsweise in einem Getriebe, wird sich die unmittelbare Reibstelle mehr oder weniger stark gegenüber der Umgebung erwärmen. Insbesondere bei Tribosystemen mit Polymerwerkstoffen ist dieser Temperaturgradient besonders groß, weil deren Wärmeleitung im Vergleich zu Metallen sehr schlecht ist. Bedingt durch die temperaturabhängige Oberflächenspannung des Schmiermittels wird das Schmiermittel sich immer in den kälteren Bereich, also den Rand der Reibstelle, zurückziehen.Nearly All grease lubricated systems work in the form that the Grease in operation from the friction point due to the constant frictional contact to a friction partner repressed will be and close the friction point on an undisturbed Spot collects. From this point on, the lubrication works solely by the constant oil delivery of the grease towards the friction point. This applies to gear, in particular Plastic gear, or sliding guides, bearings and pneumatic or hydraulic systems, such as piston-cylinder units. At the Friction point is the problem that lack of lubrication conditions occur can, as soon as the grease has been displaced by the friction point. These deficient lubrication conditions are the more likely the more consistent the fat used is, because with increasing consistency reduces the time and temperature-dependent oil delivery. Furthermore, the oil transport towards the friction point obstructed by very smooth surfaces, very wide Fluid transport paths, especially for large tribo contact surfaces, durable low temperatures, because then the oil release of the fat from the Depot is greatly reduced, as well as occurring during operation temperature gradient between friction point and the edge of the friction point. Depending on the transferring power, For example, in a transmission, the immediate friction point is more or less strongly to warm the environment. Especially in tribosystems with polymer materials, this temperature gradient extraordinary big, because their heat conduction is very bad compared to metals. Due to the temperature-dependent surface tension of the lubricant, the lubricant is always in the colder area, So the edge of the friction point, pull back.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit Schmiermittel schmierbares Element anzugeben, durch dessen Einsatz Mangelschmierungszustände an der Reibstelle zu einem Reibpartner sicher vermieden werden können. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Vorrichtung mit mindestens einem derartigen Element anzugeben.Of the Invention is based on the object, lubricated with a lubricant Element by its use lack of lubrication conditions at the Friction point to a friction partner can be safely avoided. Further the object is to provide a device with at least one such Specify element.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Elementes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.These The object is with regard to the element with the features of the claim 1 and with regard to the device with the features of the claim 13 solved. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. In the scope of the invention, all combinations of at least two of which are disclosed in the specification, claims and / or figures Features.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Kapillareffekt des Schmiermittels auszunutzen, um einer Schmiermittelverarmung an der Reibstelle entgegenzuwirken. Anders ausgedrückt liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die Oberfläche des Elementes mit einer kapillaren Oberflächenstruktur zu versehen, die derart beschaffen ist, dass das in ihr befindliche Schmiermittel aufgrund der wirkenden Kapillarkräfte in eine Vorzugsfließrichtung, vorzugsweise zur Reibstelle hin, transportiert wird. In der Oberfläche befinden sich bevorzugt zwar keine vollständig geschlossenen „Kapillarröhrchen”, dafür jedoch eine Art offene Kapillarstruktur, die die gleiche Aufgabe übernimmt wie geschlossene Kapillarröhrchen. Eine derartige offene Oberflächenkapillarstruktur kann beispielsweise, wie später noch erläutert werden wird, von einer geeigneten Oberflächenrauigkeit und/oder von Schmiermittelkanälen gebildet werden. Durch die Ausnutzung des Kapillareffekts kann die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Mangelschmierungsbedingungen erheblich reduziert werden. Insbesondere bei Verwendung von polar aufgebauten Schmiermitteln (polare Basisöle, wie Polyglykole oder Ester), deren Einsatz bei Verwendung von unpolaren Polymerwerkstoffen, wie PP oder PE aufgrund der physikalischen Wechselwirkungen zwingend erforderlich ist, bringt die Erfindung erhebliche Vorteile, weil die Oberflächenspannung von polaren Schmiermitteln relativ hoch ist und das Abwandern bei einem Temperaturgradienten besonders ausgeprägt ist. Je polarer nämlich das Schmiermittel (Fluid) ist, umso mehr zieht es sich im kälteren Bereich zusammen und wandert von der Reibstelle weg. Die Erfindung ermöglicht zudem höhere Reibleistungen, beispielsweise die Übertragung höherer Kräfte bzw. Aufnahme höherer Lasten oder die Realisierung höherer Relativgeschwindigkeiten zwischen einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Element und einem weiteren Teil, als bisher und damit höhere Temperaturen an der Reibstelle, die wiederum zu höheren Temperaturgradienten führen. Die Erfindung ist aber auch für polare Polymerwerkstoffe in Kombination mit unpolaren Ölen geeignet.Of the Invention is based on the idea, the capillary effect of the lubricant exploit to counteract a lubricant depletion at the friction point. In other words The invention is based on the idea of the surface of the element with a capillary surface structure too provided in such a way that the one in it Lubricant due to the acting capillary forces in a preferential flow direction, preferably towards the friction point is transported. Located in the surface Although not completely prefers closed "capillary tube", but for a kind of open capillary structure that does the same job like closed capillary tubes. Such an open surface capillary structure can, for example, as later yet to be explained is, of a suitable surface roughness and / or of lubricant channels be formed. By taking advantage of the capillary effect, the Probability of occurrence of lack lubrication conditions be significantly reduced. Especially when using polar built-up lubricants (polar base oils, such as polyglycols or esters), their use when using nonpolar polymer materials, such as PP or PE mandatory due to the physical interactions is required, the invention brings significant benefits because the surface tension of polar lubricants is relatively high and the migration at a temperature gradient is particularly pronounced. The more polar that is Lubricant (fluid) is, the more it pulls in the colder area together and wanders away from the friction point. The invention also allows higher Friction losses, for example, the transmission of higher forces or recording higher Loads or the realization of higher Relative speeds between one according to the concept of the invention trained element and another part, than previously and thus higher temperatures at the friction point, which in turn leads to higher temperature gradients to lead. But the invention is also for polar polymer materials in combination with non-polar oils suitable.

Wie eingangs erläutert, ist es besonders bevorzugt, die Oberflächenkapillarstruktur derart auszubilden, dass die sich aufgrund der Kapillarwirkung ergebende Vorzugsfließrichtung des Schmiermittels auf einen Reibbereich des Elementes zuläuft, wobei der Reibbereich zum, insbesondere kraftübertragenden, Zusammenwirken mit mindestens einem weiteren Teil einer mit einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Element aufweisenden Vorrichtung dient. Im Falle der Ausbildung des Elementes als Getriebeelement, insbesondere als Zahnrad, befindet sich dieser Reibbereich vorzugsweise an einer Zahnflanke und dient der Kraftübertragung auf ein weiteres Getriebeteil oder der Kraftaufnahme von einem weiteren Getriebeteil.As explained at the outset, it is particularly preferred to design the surface capillary structure in such a way that the preferred direction of flow of the lubricant due to the capillary action tapers to a friction region of the element, wherein the friction region cooperates with at least one further part with one after the Concept of the invention trained element having device is used. In case of education of the element As a transmission element, in particular as a gear wheel, this friction region is preferably located on a tooth flank and serves to transmit power to a further gear part or the power take-up of a further gear part.

Eine Möglichkeit zur Vorgabe einer Vorzugsfließrichtung besteht darin, die kapillarkraftwirksamen Abmessungen der Oberflächenkapillarstruktur in der Vorzugsfließrichtung zu reduzieren. Anders ausgedrückt verjüngen sich die von der Oberflächenkapillarstruktur gebildeten Kapillare in Vorzugsfließrichtung, vorzugsweise zum Reibbereich (Reibstelle) hin. Das Schmiermittel wird sich dann immer in Richtung des engeren Kapillarabschnittes bewegen. Die resultierenden Kapillarkräfte sind umso größer, je geringer die kapillarkraftwirksamen Abmessungen, beispielsweise bei Röhrchen der innere Radius, sind. Wie eingangs angedeutet, besteht eine Möglichkeit zur Ausbildung der Oberflächenkapillarstruktur darin, diese, zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, von Fließkanälen für das Schmiermittel zu bilden. Bevorzugt handelt es sich dabei um, insbesondere linear, auf den Reibbereich zulaufende Fließkanäle, ganz besonders bevorzugt um parallel verlaufende Fließkanäle. Um eine Vorzugsfließrichtung für das Schmiermittel vorzugeben, verringert sich die Kanalbreite und/oder die Kanaltiefe der Fließkanäle in der Vorzugsfließrichtung, also bevorzugt hin zum Reibbereich. Anders ausgedrückt verjüngen sich die Kanäle mit zunehmender Axialerstreckung im Hinblick auf ihre Breiten- und/oder Tiefenerstreckung.A possibility for specifying a preferred flow direction consists of the capillary force effective dimensions of the surface capillary structure in the preferred flow direction to reduce. In other words rejuvenate that of the surface capillary structure capillaries formed in preferential flow direction, preferably for Friction area (friction point) down. The lubricant will always be move in the direction of the narrower capillary section. The resulting capillary forces are the bigger, ever lower the capillary force effective dimensions, for example in tubes the inner radius, are. As indicated at the beginning, there is a possibility for Formation of surface capillary structure therein, at least in sections, preferably completely, of Flow channels for the lubricant too form. These are preferably, in particular linear, on the friction region tapered flow channels, very particularly preferred around parallel flow channels. To one Preferred flow direction for the Specifying lubricant reduces the channel width and / or the channel depth of the flow channels in the Preferential flow direction, So preferably towards the friction area. In other words, they rejuvenate the channels with increasing axial extent with regard to their width and / or Depth extent.

Ganz besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Fließkanäle anfangs relativ breit und tief, beispielsweise zwischen etwa 10 μm und etwa 100 μm breit und/oder tief sind und in Richtung Vorzugsfließrichtung zunehmend schmaler und/oder weniger tief werden. Bevorzugt münden die Fließkanäle in den Reibbereich mit einer Breite und/oder Tiefe zwischen etwa 1 μm und etwa 40 μm. Damit aus den Fließkanälen beim Übergleiten des Reibpartners auch Schmiermittel, insbesondere Öl, austreten kann, sollten die Kanallängskanten flach, d. h. nicht rechtwinklig, auslaufen, was beispielsweise durch das Vorsehen abgerundeter Kanten realisierbar ist.All It is particularly preferred if the flow channels initially relatively wide and deep, for example between about 10 microns and about 100 microns wide and / or are deep and increasingly narrow towards the preferred flow direction and / or become less profound. Preferably, the flow channels open into the Friction region with a width and / or depth between about 1 micron and about 40 μm. In order to from the flow channels when sliding over the friction partner can also escape lubricant, in particular oil, should the channel edges flat, d. H. not perpendicular, leak, which, for example, by the Provide rounded edges is feasible.

Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung einer gerichteten Oberflächenkapillarstruktur besteht darin, diese als Oberflächenrauigkeit auszubilden, wobei die Oberflächenrauigkeit mit einem Gradienten versehen ist, also in Vorzugsfließrichtung, vorzugsweise auf den Reibbereich hin, abnimmt. Durch eine Gradierung der Oberflächenrauigkeit werden im Ergebnis die kapillarkraftwirksamen Abmessungen reduziert, wodurch es zur Vorgabe einer Vorzugsfließrichtung kommt. Bevorzugt besteht die Oberflächenrauigkeit aus einer Vielzahl von, insbesondere abgerundeten, Bergen und, vorzugsweise abgerundeten, Tälern, die beispielsweise durch Bestrahlen, insbesondere mit Kugeln, erzeugt werden können. Bevorzugt nimmt die Rauigkeit R_z von etwa 10 μm bis etwa 15 μm in einem Anfangsbereich bis auf eine Rauigkeit R_z von etwa 1 μm bis etwa 5 μm im Reibbereich ab. Anders ausgedrückt beträgt die Rauigkeit im Eingriffsbereich mit einem weiteren Teil etwa 1 μm bis 5 μm. Im Hinblick auf die Ausbildung des Gradienten gibt es grundsätzlich zwei unterschiedliche Möglichkeiten. So kann die Rauigkeit hin zur Reibstelle beispielsweise linear oder nicht linear abnehmend ausgebildet werden.A further possibility for the formation of a directed surface capillary structure consists of forming it as a surface roughness, the surface roughness being provided with a gradient, ie decreasing in the preferential flow direction, preferably towards the friction region. By grading the surface roughness, the capillary force-effective dimensions are reduced as a result, which leads to the specification of a preferred flow direction. Preferably, the surface roughness consists of a plurality of, in particular rounded, mountains and, preferably rounded, valleys, which can be produced for example by irradiation, in particular with balls. The roughness R _z preferably decreases from about 10 μm to about 15 μm in an initial region down to a roughness R _z of about 1 μm to about 5 μm in the friction region. In other words, the roughness in the engagement area with another part is about 1 μm to 5 μm. With regard to the formation of the gradient, there are basically two different possibilities. For example, the roughness towards the friction point can be designed to decrease linearly or not linearly.

Wie eingangs erwähnt, ist es besonders bevorzugt, wenn das, insbesondere als Spritzgussteil ausgebildete, Element aus Kunststoff, ganz besonders bevorzugt aus einem unpolaren Polymerwerkstoff, ausgebildet ist. Weiter bevorzugt ist es, wenn auf dem Element ein polares Schmiermittel aufgetragen ist. Grundsätzlich kann im Falle der Ausbildung des Elementes als Spritzgussteil die Oberflächenkapillarstruktur bereits während des Spritzgussprozesses, also durch eine geeig nete Negativ-Strukturierung des Spritzgusswerkzeuges, erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann die Oberflächenkapillarstruktur im Nachhinein, beispielsweise durch Laserbearbeitung oder mechanische Bearbeitung, in die Oberfläche eines Elementes eingebracht werden. Auch ist es möglich, die Oberflächenkapillarstruktur durch Elektroerosion einzubringen.As mentioned in the beginning, it is particularly preferred if that, in particular designed as an injection molded part, Plastic element, most preferably a non-polar one Polymer material, is formed. It is further preferred if on the element is coated with a polar lubricant. Basically in the case of the formation of the element as an injection molded part, the surface capillary structure already during the injection molding process, so by a appro designated negative structuring of the injection mold, done. Additionally or alternatively the surface capillary structure in Afterwards, for example by laser processing or mechanical Editing, in the surface an element are introduced. Also, it is possible the Oberflächenkapillarstruktur by electroerosion.

Die Erfindung führt auch auf eine Vorrichtung mit mindestens einem zuvor beschriebenen Element, wobei das Element weiter bevorzugt mit einem (Reib-)Partner zusammenwirkt, der bevorzugt an einem Reibbereich (Reibstelle) des Elementes angreift. Weiter bevorzugt ist es, wenn zwei nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Elemente unmittelbar zusammenwirken. Bei der Vorrichtung kann es sich beispielsweise um ein Getriebe, insbesondere um ein Schneckengetriebe, vorzugsweise um ein Schneckenschraubrad- oder Schraubradgetriebe, und bei dem Element um ein Getriebeelement, beispielsweise ein Zahnrad oder eine Getriebeschnecke, handeln. Auch ist es möglich, dass es sich bei der Vorrichtung um eine Führungsvorrichtung oder um ein Lager, insbesondere ein Gleitlager, handelt. Im letztgenannten Fall handelt es sich bei dem Element bevorzugt um ein Gleitlagerelement. Auch ist es möglich, dass es sich bei der Vorrichtung um ein Ventil bzw. bei dem Element um ein Ventilelement handelt. Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, die Vorrichtung als Antriebsvorrichtung, beispielsweise als hydraulischen oder pneumatischen Antrieb, auszubilden. Auch ist es denkbar, ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildetes Element in einem Verbrennungsmotor, beispielsweise als Zylinder oder Kolben, einzusetzen.The Invention leads also to a device with at least one previously described Element, wherein the element further preferably with a (friction) partner cooperates, which preferably at a friction region (friction point) of the Element attacks. It is further preferred if two according to the concept inventions formed elements interact directly. The device may be, for example, a transmission, especially a worm gear, preferably a worm screw or Schraubradgetriebe, and the element to a transmission element, For example, a gear or a worm gear, act. It is also possible that the device is a guiding device or a Bearings, especially a plain bearing, acts. In the latter case it is the element is preferably a sliding bearing element. It is also possible that the device is a valve or element is a valve element. Furthermore, it is within the scope of the invention, the device as a drive device, for example as a hydraulic or pneumatic drive, train. It is also conceivable, a according to the concept of the invention formed element in an internal combustion engine, for example, as a cylinder or piston to use.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Other advantages, features and details The invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings.

Diese zeigen inThese show in

1: in einer ausschnittsweisen Darstellung ein als Getriebeelement (hier: Zahnrad) ausgebildetes Element, bei dem die Oberflächenkapillarstruktur von Fließkanälen gebildet ist, 1 FIG. 2: a detail of an element designed as a gear element (in this case a toothed wheel) in which the surface capillary structure is formed by flow channels, FIG.

2: eine alternative Ausführungsform eines Elementes, bei dem die Oberflächenkapillarstruktur als Oberflächenrauigkeit mit einem Rauigkeitsgradienten ausgebildet ist, 2 an alternative embodiment of an element in which the surface capillary structure is designed as a surface roughness with a roughness gradient,

3: in einer schematischen Darstellung einen realisierbaren Rauigkeitsverlauf in 5 Stufen (exemplarisch), 3 in a schematic representation of a feasible roughness course in 5 stages (by way of example),

4: eine bevorzugte Möglichkeit zur Ausbildung von Fließkanälen, 4 a preferred way of forming flow channels,

5: ein vergrößertes Detail eines Anfangsbereichs eines Fließkanals, und 5 : an enlarged detail of an initial region of a flow channel, and

6: ein vergrößertes Detail eines Endbereichs eines Fließkanals im Reibbereich eines Elementes. 6 : an enlarged detail of an end portion of a flow channel in the friction region of an element.

In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In The figures are the same elements and elements with the same Function marked with the same reference numerals.

In 1 ist ein als Getriebeelement, hier als Zahnrad, ausgebildetes Element 1 ausschnittsweise dargestellt. Das Element 1 kann beispielsweise als Kunststoffteil, insbesondere als Spritzgussteil, ausgebildet werden – jedoch ist auch eine Ausbildung aus einem alternativen Material, beispielsweise aus Metall, realisierbar. Das Element 1 umfasst mehrere in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Zähne 2, von denen aus Übersichtlichkeitsgründen nur ein einziger dargestellt ist. Die Zähne 2 umfassen jeweils zwei in einander entgegengesetzte Umfangsrichtungen weisende Zahnflanken 3 zum Zusammenwirken mit einem weiteren, nicht dargestellten, Getriebeteil, insbesondere einer Getriebeschnecke oder einem weiteren Zahnrad. An den Zahnflanken 3 befindet sich jeweils ein Reibbereich 4, an dem das Element 1 kraftübertragend mit dem weiteren Teil eines Getriebes zusammenwirkt. Um einer Schmiermittelverdrängung und damit einer Mangelschmierung aus dem Reibbereich 4 entgegenzuwirken, sind in die Oberfläche 5 der Zahnflanken 3 des Elementes 1 Fließkanäle 6 eingebracht. Diese bilden eine Oberflächenkapillaritätsstruktur 7, die dafür sorgt, dass Schmiermittel aus dem Bereich des Zahnfußes in Richtung Reibbereich 4, also in eine Vorzugsfließrichtung 8, transportiert wird. Hierzu nehmen die Fließkanalbreite sowie die Fließkanaltiefe ausgehend vom Zahngrund bis zum Reibbereich 4 linear ab, wobei auch eine nicht lineare Abnahme realisierbar ist. Die Fließkanäle können beispielsweise, wie in 4 gezeigt und später noch erläutert werden wird, ausgebildet sein.In 1 is as a transmission element, here as a gear formed element 1 shown in detail. The element 1 For example, can be formed as a plastic part, in particular as an injection molded part, but also a training of an alternative material, such as metal, can be realized. The element 1 includes a plurality of circumferentially juxtaposed teeth 2 of which, for reasons of clarity, only a single one is shown. The teeth 2 each comprise two tooth flanks pointing in opposite circumferential directions 3 for cooperation with another, not shown, transmission part, in particular a worm gear or another gear. On the tooth flanks 3 there is a friction area 4 on which the element 1 force-transmitting interacts with the other part of a transmission. To a lubricant displacement and thus a lack of lubrication from the friction area 4 counteract, are in the surface 5 the tooth flanks 3 of the element 1 raceways 6 brought in. These form a surface capillarity structure 7 , which ensures that lubricant from the area of the tooth root towards rubbing area 4 So in a preferred direction of flow 8th , is transported. To do this, the flow channel width and the flow channel depth, starting from the tooth base, take up to the friction area 4 linear, although a non-linear decrease is feasible. The flow channels can, for example, as in 4 shown and will be explained later, be formed.

2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Oberflächenkapillarstruktur 7. Diese weist einen Rauigkeitsgradienten auf, wobei die Rauigkeit R_z ausgehend vom Zahnfuß des Elementes 1 hin zum Reibbereich 4, also in einer Vorzugsfließrichtung 8, abnimmt. Aufgrund der wirkenden Kapillarkräfte bewegt sich das Schmiermittel entgegen der Verdrängungsrichtung in Vorzugsfließrichtung 8 wieder zurück zum Reibbereich 4, wodurch Mangelschmierungserscheinungen sicher vermieden werden können. 2 shows an alternative embodiment of a surface capillary structure 7 , This has a roughness gradient, the roughness R _z starting from the tooth root of the element 1 towards the friction area 4 So in a preferred flow direction 8th , decreases. Due to the acting capillary forces, the lubricant moves counter to the direction of displacement in the preferred direction of flow 8th back to the friction area 4 , whereby lack of lubrication phenomena can be safely avoided.

3 zeigt eine Möglichkeit zur Abstufung der Oberflächenrauigkeit. Die Rauigkeit nimmt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 in Vorzugsfließrichtung 8 in Stufen ab, wobei auch eine stufenlose, vorzugsweise stetige, lineare oder nicht lineare Abnahme realisierbar ist. Die Oberfläche 5 des in 3 schematisch angedeuteten Elementes 1 weist insgesamt fünf Rauigkeitsabschnitte 9a bis 9e (Rauigkeitszonen) auf, wobei die unterschiedlichen Rauigkeiten durch Bestrahlen mit unterschiedlich großen Kugeln hergestellt wurden. Die Rauigkeit R_z im ersten Rauigkeitsabschnitt 9a beträgt 20 μm, der Abstand von benachbarten Rauigkeitserhebungen (Bergen) beträgt etwa 0,1 mm und der Schrägwinkel etwa –8°. Die Oberflächenrauigkeit R_z im Rauigkeitsabschnitt 9b beträgt etwa 16 μm und der Abstand von benachbarten Erhebungen etwa 0,08 mm, wobei der Schrägwinkel –8° beträgt. Im dritten Rauigkeitsabschnitt 9c beträgt die Rauigkeit R_z etwa 12 μm, der Abstand zwischen benachbarten Erhebungen etwa 0,06 mm und der Schrägwinkel –8°. Im vierten Rauigkeitsabschnitt 9d beträgt die Rauigkeit etwa 8 μm, der Abstand von benachbarten Erhebungen etwa 0,04 mm und der Schrägwinkel –8° und im fünften Rauigkeitsabschnitt 9e beträgt die Rauigkeit etwa 4 μm, der Abstand zwischen benachbarten Erhebungen etwa 0,02 mm und der Schrägwinkel –8°. 3 shows a possibility for grading the surface roughness. The roughness increases according to the embodiment 3 in preferred flow direction 8th in stages, wherein a stepless, preferably continuous, linear or non-linear decrease is feasible. The surface 5 of in 3 schematically indicated element 1 has a total of five roughness sections 9a to 9e (Roughness zones), wherein the different roughnesses were produced by irradiation with different sized balls. The roughness R _z in the first roughness section 9a is 20 microns, the distance from adjacent roughness elevations (mountains) is about 0.1 mm and the skew angle about -8 °. The surface roughness R _z in the roughness section 9b is about 16 microns and the distance from adjacent elevations about 0.08 mm, wherein the skew angle is -8 °. In the third roughness section 9c The roughness R _{z is} about 12 microns, the distance between adjacent elevations about 0.06 mm and the skew angle -8 °. In the fourth roughness section 9d The roughness is about 8 microns, the distance from adjacent elevations about 0.04 mm and the skew angle -8 ° and the fifth roughness section 9e the roughness is about 4 microns, the distance between adjacent elevations about 0.02 mm and the skew angle -8 °.

In 4 ist exemplarisch ein einziger Fließkanal 6 als Oberflächenkapillarstruktur 7 in einer Oberfläche 5 gezeigt. Der Fließkanal 6 wird quer zur Vorzugsfließrichtung 8 begrenzt von zwei in diesem Ausführungsbeispiel in etwa parallelen, sich in Vorzugsfließrichtung 8 erstreckenden Stegen 10, wobei die Höhenerstreckung der Stege 10 in Vorzugsfließrichtung 8 abnimmt und damit auch die Tiefe des Fließkanals 6 von einem Wert T₁ von etwa 100 μm bis zu einem Wert T₂ von etwa 3 μm. Ebenso reduziert sich die Fließkanalbreite von einem Wert B₁ von etwa 100 μm bis zu einem Wert B₂ von etwa 4 μm.In 4 is exemplarily a single flow channel 6 as surface capillary structure 7 in a surface 5 shown. The flow channel 6 becomes transverse to the preferred direction of flow 8th limited by two in this embodiment, approximately parallel, in preferential flow direction 8th extending webs 10 , wherein the height extent of the webs 10 in preferred flow direction 8th decreases and thus the depth of the flow channel 6 from a value T ₁ of about 100 μm to a value T ₂ of about 3 μm. Likewise, the flow channel width is reduced from a value B ₁ of about 100 μm up to a value B ₂ of about 4 μm.

Wie sich weiterhin aus 4 ergibt, sind die seitlichen Kanalufer 11 des Fließkanals 6 durch das Vorsehen von Radien abgeflacht, also das Schmiermittel seitlich aus dem Fließkanal 6, also quer zur Vorzugsfließrichtung 8, austreten kann.How to continue 4 results are the lateral channel banks 11 of the flow channel 6 Flattened by the provision of radii, so the lubricant side of the flow channel 6 , ie transversely to the preferred direction of flow 8th , can escape.

5 zeigt einen, zwei Fließkanäle 6 lateral begrenzenden, Steg 10 in einem Anfangsbereich der Fließkanäle 6. Die Breite a₁ beträgt etwa 20 μm bis 100 μm. Die Radien R der oberen und unteren Kanten betragen etwa 2 μm bis 5 μm. 5 shows one, two flow channels 6 laterally delimiting, bridge 10 in an initial region of the flow channels 6 , The width a ₁ is about 20 microns to 100 microns. The radii R of the upper and lower edges are about 2 microns to 5 microns.

6 zeigt den Steg 10 aus 5 in einem Endbereich der Fließkanäle 6, also im Reibbereich des Elementes 1. Zu erkennen ist die reduzierte Stegbreite a₂ des Steges 10 sowie die reduzierte Höhe des Steges. Die Radien R der oberen und unteren Kanten sind analog zu 5 mit 2 μm bis 5 μm realisiert. 6 shows the jetty 10 out 5 in an end region of the flow channels 6 , ie in the friction region of the element 1 , Evident is the reduced web width a _{2 of} the web 10 as well as the reduced height of the bridge. The radii R of the upper and lower edges are analogous to 5 realized with 2 microns to 5 microns.

Claims

Element with a, in particular lubricant-lubricated, surface ( 5 ), characterized in that the surface ( 5 ) with a lubricant a preferential flow direction ( 8th ) given surface capillarity structure ( 7 ) is provided.

Element according to claim 1, characterized in that the preferential flow direction ( 8th ) on at least one friction area ( 4 ) of the element ( 1 ) is directed, which is designed and arranged for, preferably force-transmitting, cooperation with at least one further part.

Element according to one of claims 1 or 2, characterized in that the capillary force effective dimensions of the surface capillarity structure ( 7 ) in the preferred flow direction ( 8th ) lose weight.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that the surface capillarity structure ( 7 ), in particular linear, flow channels ( 6 ) for the lubricant, the channel width B ₁ , B ₂ and / or channel depth T ₁ , T ₂ in the preferred direction of flow ( 8th ) decreases.

Element according to claim 4, characterized in that the surface capillarity structure ( 7 ), in particular linear, flow channels ( 6 ) for the lubricant whose channel width B ₁ , B ₂ in the preferred flow direction ( 8th ) decreases.

Element according to one of claims 4 or 5, characterized in that the channel width B ₁ , B ₂ and / or channel depth T ₁ , T ₂ decreases from about 10 microns to about 15 microns to about 1 micron to about 4 microns.

Element according to one of claims 4 to 6, characterized in that the channel banks ( 11 ) of the flow channels ( 6 ) are flattened.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that the surface capillary structure ( 7 ) comprises a surface roughness whose roughness R _z in preferred flow direction ( 8th ), preferably to a roughness of between about 1 μm and about 5 μm.

Element according to claim 8, characterized in that the roughness R _z decreases linearly or non-linearly.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that, in particular formed as an injection molded part, element ( 1 ) made of plastic, preferably made of a nonpolar or polar polymer material.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that the surface capillarity structure ( 7 ) is introduced by injection molding, mechanically or by laser irradiation, in particular in an injection molding tool.

Element according to one of the preceding claims, characterized in that the element ( 1 ) is designed as a transmission element, guide element, bearing element, valve element or drive element.

Device, in particular gearbox, guide device, bearing device, valve or drive device, with at least one element ( 1 ) according to any one of the preceding claims.