DE102012022504A1

DE102012022504A1 - Pressverbindung zweier Bauteile und Verfahren zum Herstellen einer Pressverbindung zweier Bauteile

Info

Publication number: DE102012022504A1
Application number: DE201210022504
Authority: DE
Inventors: Gerald Bolz; Christian Elsner; Björn Falkenau; Bernd Schietinger; Swen Schuller
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Bolz Gerald Dr-Ing De; ELSNER, CHRISTIAN, DIPL.-ING., DE; FALKENAU, BJOERN, DIPL.-ING., DE; Schietinger Bernd Dr-Ing De; SCHULLER, SWEN, DE
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-05-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pressverbindung (20) zweier Bauteile (10, 12, 32, 34), mit jeweiligen, zumindest teilweise aneinander anliegenden und unter Pressung miteinander verbundenen Verbindungsflächen (14, 16, 36, 38), von welchen zumindest eine mit einer Oberflächenstruktur (18) zur Erhöhung eines Reibbeiwerts versehen ist, wobei die Oberflächenstruktur (18) lediglich im Bereich (24) der zugehörigen Verbindungsfläche (14, 16, 36, 38) des entsprechenden Bauteils (10, 12, 32, 34) ausgebildet ist, auf welche im verbundenen Zustand der Bauteile (10, 12, 32, 34) mindestens eine vorgegebene Normalkraft einwirkt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Pressverbindung (20) zweier Bauteile (10, 12, 32, 34).

Description

Die Erfindung betrifft eine Pressverbindung zweier Bauteile und ein Verfahren zum Herstellen einer Pressverbindung zweier Bauteile der in den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche angegebenen Art.
Eine gattungsgemäße Pressverbindung ist aus der DE 10 2007 015 958 B4 bekannt. Dort wird eine Pressverbindung zweier Bauteile mit jeweiligen, zumindest teilweise aneinander anliegenden und unter Pressung miteinander verbundenen Verbindungsflächen offenbart, von welchen zumindest eine mit einer Oberflächenstruktur zur Erhöhung eines Reibbeiwerts versehen ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pressverbindung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Pressverbindung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels welchen zwei Bauteile auf verbesserte Art und Weise miteinander verbunden werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Pressverbindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer Pressverbindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Um zwei Bauteile auf verbesserte Art und Weise miteinander zu verbinden, ist es bei einer erfindungsgemäßen Pressverbindung vorgesehen, dass die Oberflächenstruktur lediglich im Bereich der zugehörigen Verbindungsfläche des entsprechenden Bauteils ausgebildet ist, auf welche im verbundenen Zustand der Bauteile mindestens eine vorgegebene Normalkraft einwirkt. Im Gegensatz zu der in der DE 10 2007 015 958 B4 gezeigten Pressverbindung ist es also erfindungsgemäß vorgesehen, nicht die gesamte Verbindungsfläche, sondern lediglich einen Teilbereich der Verbindungsfläche mit der Oberflächenstruktur zu versehen, nämlich gerade in dem Bereich, in welchem im verbundenen Zustand der Bauteile mindestens eine vorgegebene Normalkraft einwirkt bzw. überschritten wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Elemente der Oberflächenstruktur sich in den gegenüberliegenden Teilen des anderen Bauteils eingraben, da eine entsprechend hohe Normalkraft in diesem Bereich vorliegt, Ferner werden an die Toleranzen der zu verbindenden Bauteile geringere Anforderungen gestellt, da lediglich ein Teilbereich der Verbindungsfläche mit den Oberflächenstrukturen versehen ist, so dass auch nur an einem geringeren Bereich des Bauteils bzw. der Bauteile eine entsprechende Passgenauigkeit zur Herstellung der Pressverbindung gegeben sein muss. Insbesondere wird dadurch vermieden, dass unerwünschte Abscherungen an der Oberflächenstruktur aufgrund von entsprechenden Belastungen im Anwendungsfall auftreten, wodurch unerwünschte Verschmutzungen aufgrund eines entsprechenden Abriebs der Oberflächenstruktur vermieden werden können.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der die Oberflächenstruktur aufweisende Bereich um einen vorgegebenen Abstand gegenüber dem übrigen Bereich der Verbindungsfläche erhöht ausgebildet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die keine Oberflächenstruktur aufweisenden, nichttragenden Bereiche keinen störenden Einfluss auf die Pressverbindung ausüben, wobei gleichzeitig an die übrigen nichttragenden Bereiche niedrigere Anforderungen an die Oberflächenqualität gestellt werden können und diese dementsprechend einfacher und kostengünstiger herstellbar sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein Bereich der einen Verbindungsfläche, welche gegenüber einem von der Oberflächenstruktur verschiedenen Bereich der anderen Verbindungsfläche angeordnet ist, gegenüber einem Bereich, welcher gegenüber dem mit der Oberflächenstruktur versehenen Bereich der anderen Verbindungsfläche angeordnet ist, um einen vorgegebenen Abstand zurückversetzt ausgebildet ist. Dies hat ebenfalls den Effekt, dass diejenigen Bereiche, welche keine Oberflächenstrukturierung aufweisen und nicht mit einem eine Oberflächenstruktur aufweisenden Bereich in Verbindung gebracht werden, die Pressverbindung nicht behindern, so dass an diese nichttragenden Bereiche geringere Anforderungen an die Oberflächenqualität gestellt werden können und diese dementsprechend einfacher und kostengünstiger herstellbar sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Oberflächenstruktur eine Erhöhung gegenüber der Grundstruktur um mindestens 5 μm aufweist. Dadurch wird sichergestellt, dass bei einer relativ geringen Klemmkraft eine Pressverbindung bereitgestellt werden kann, mittels welcher ein entsprechend hohes Moment übertragen werden kann, ohne dass ein Gleiten bzw. Rutschen zwischen den beiden Bauteilen auftritt. Mit anderen Worten kann eine Reduzierung entsprechender Vorspannkräfte zur Herstellung der Pressverbindung erzielt werden, wobei gleichzeitig das übertragbare Moment durch eine Erhöhung des Reibbeiwertes der zu klemmenden Bauteile bewirkt werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Oberflächenstruktur eine Vickershärte von mindestens 300 HV aufweist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Oberflächenstruktur sich in eine entsprechend gegenüberliegend angeordnete Verbindungsfläche eingraben kann, ohne dass die Oberflächenstruktur zerstört wird, wodurch eine besonders gute und hohe Momentenübertragbarkeit zwischen den beiden miteinander verbundenen Bauteilen sichergestellt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass jeweils gegenüberliegende Bereiche der Verbindungsflächen die Oberflächenstruktur aufweisen. Dadurch kann eine besonders gute und stabile Pressverbindung zwischen den Bauteilen hergestellt werden, wobei ohne ein Abgleiten oder aneinander Abscheren der beiden Bauteile relativ hohe Momente mittels der Pressverbindung übertragbar sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Verbindungsflächen jeweils abwechselnd mit der Oberflächenstruktur versehene und von der Oberflächenstruktur verschiedene Bereiche aufweisen, wobei die Verbindungsflächen derart zueinander angeordnet sind, dass jeweils die die Oberflächenstruktur aufweisenden Bereiche gegenüberliegend zu den von der Oberflächenstruktur verschiedenen Bereichen angeordnet sind. Dadurch kann auch eine besonders stabile Pressverbindung der beiden Bauteile hergestellt werden, mittels welchen infolgedessen besonders hohe Momente übertragen werden können, ohne dass die beiden Bauteile in unerwünschter Weise aneinander abgleiten.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Pressverbindung zweier Bauteile werden jeweilige Verbindungsflächen der Bauteile zumindest teilweise aneinander angelegt und unter Pressung miteinander verbunden und zumindest eine der Verbindungsflächen wird zuvor mit einer Oberflächenstruktur zur Erhöhung eines Reibbeiwerts versehen, wobei sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnet, dass die Oberflächenstruktur lediglich im Bereich der zugehörigen Verbindungsfläche des entsprechenden Bauteils ausgebildet wird, auf welche im verbundenen Zustand der Bauteile mindestens eine vorgegebene Normalkraft einwirkt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Pressverbindung sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens anzusehen.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Oberflächenstruktur mittels eines Laserverfahrens, insbesondere mittels eines gepulsten Festkörperlasers, oder mittels eines Präger- oder Kaltpressverfahrens hergestellt wird. Dadurch können entsprechend gewünschte Oberflächenstrukturen auf besonders einfache und kostengünstige Weise in die jeweilige Verbindungsfläche eingebracht werden.
Schließlich ist es in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass die Oberflächenstruktur gehärtet, insbesondere induktiv oder lasergehärtet, wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Oberflächenstruktur mit einer entsprechenden Härte ausgebildet werden kann, welche dafür erforderlich ist, damit sich diese beim Verbinden mit der anderen Verbindungsfläche besonders gut in diese eingraben kann, so dass eine stabile Pressverbindung hergestellt wird, mittels welcher ohne ein unerwünschtes Abgleiten der beiden Bauteile aneinander besonders hohe Momente übertragen werden können. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, einen der beiden zu fügenden Partner mit einer deutlich geringeren Härte zu verwenden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, den zu fügenden Partner, der keine Oberflächenstrukturierung trägt, in einem weicheren Zustand zu verwenden. Dies erlaubt eine bessere Eingrabung der gegenüberliegenden, härteren Oberflächenstrukturen beim Verschrauben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Welle und einen Flansch, welche dazu ausgelegt sind, mittels einer Schraube in Form einer Pressverbindung miteinander verbunden zu werden;
2 eine Draufsicht auf eine Verbindungsfläche des Flansches, welche zum Herstellen der Pressverbindung an die Welle angepresst wird, wobei unterschiedliche Bereiche der Verbindungsfläche eingezeichnet sind;
3 eine teilweise geschnittene Darstellung der aus dem Flansch und der Welle hergestellten Pressverbindung, wobei an der Verbindungsfläche des Flansches eine Oberflächenstruktur vorgesehen ist, welche im mit der Welle verbundenen Zustand teilweise in diese eingegraben ist;
4 eine alternative Ausführungsform der Pressverbindung des Flansches und der Welle, wobei die beiden einander zugewandten Verbindungsflächen des Flansches und der Welle leicht schief zueinander gestellt sind;
5 eine teilweise geschnittene Ansicht einer alternative Ausführungsform der Verbindungsfläche des Flansches, wobei der die Oberflächenstruktur aufweisende Bereich um einen vorgegebenen Abstand gegenüber dem übrigen Bereich der Verbindungsfläche erhöht ausgebildet ist;
6 eine teilweise geschnittene Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Verbindungsfläche der Welle, wobei ein Bereich der Verbindungsfläche der Welle um einen vorgegebenen Abstand zurückversetzt gegenüber einem Bereich der Verbindungsfläche der Welle ausgebildet ist, welche gegenüberliegend zu der Oberflächenstruktur der Verbindungsfläche des Flansches angeordnet ist;
7 eine alternative Ausführungsform eines Bauteils, welches als Kettenrad ausgebildet ist und im Bereich jeweiliger Bohrungen eine Oberflächenstruktur aufweist;
8 ein als Deckel ausgebildetes Bauteil, welches im Bereich seiner Bohrungen eine Oberflächenstruktur aufweist; und in
9 ein ebenfalls als Deckel ausgebildetes Bauteil, wobei im Bereich der Bohrungen alternativ ausgebildete und angeordnete Oberflächenstrukturen zur Erhöhung es Reibbeiwertes vorgesehen sind.
Ein als Welle ausgebildetes Bauteil 10 und ein als Flansch ausgebildetes Bauteil 12 sind in einer geschnittenen Darstellung in 1 gezeigt. Die beiden Bauteile 10, 12 weisen jeweilige Verbindungsflächen 14, 16 auf, wobei im vorliegenden Fall die Verbindungsfläche 16 mit einer Oberflächenstruktur 18 zur Erhöhung eines Reibbeiwertes versehen ist. Zum Herstellen einer hier nicht gezeigten Pressverbindung 20 der beiden Bauteile 10, 12 werden die jeweiligen Verbindungsflächen 14, 16 der beiden Bauteile 10, 12 zumindest teilweise aneinander angelegt und unter Pressung, im vorliegenden Fall mittels einer Schraube 22, miteinander verbunden.
Die Oberflächenstruktur 18 kann beispielsweise aus einer regelmäßig oder unregelmäßig angeordneten Struktur von näherungsweise gleichartigen kraterförmigen Vertiefungen mit diese umgebenden kammartigen und erhöhten Kraterwänden ausgebildet sein. Alternativ ist es auch möglich, dass die Oberflächenstruktur 18 aus einer regelmäßig oder unregelmäßig beabstandeten Struktur von näherungsweise in Umfangsrichtung verlaufenden, zumindest abschnittsweise ringförmigen Rinnen mit dazwischenstehenden ringförmigen Kammwänden besteht.
Entgegen der hier gezeigten Ausführungsform der beiden Bauteile 10, 12 kann auch an der Verbindungsfläche 14 eine entsprechende Oberflächenstruktur 18 vorgesehen sein. Dabei können beispielsweise jeweils gegenüberliegende Bereiche der Verbindungsflächen 14, 16 die Oberflächenstruktur 18 aufweisen. Alternativ ist es auch möglich, dass die Verbindungsflächen 14, 16 jeweils abwechselnd mit der Oberflächenstruktur 18 versehene und von der Oberflächenstruktur 18 verschiedene Bereiche aufweisen, wobei die Verbindungsflächen 14, 16 derart zueinander angeordnet sind, dass jeweils die die Oberflächenstruktur 18 aufweisenden Bereiche gegenüberliegend zu den von der Oberflächenstruktur 18 verschiedenen Bereichen angeordnet sind. Um ein möglichst gutes Eingraben der Oberflächenstruktur 18 bzw. der jeweiligen Oberflächenstrukturen 18 in ihre gegenüberliegend angeordneten Verbindungsflächen 14, 16 zu gewährleisten, weist die Oberflächenstruktur 18 bzw. weisen die Oberflächenstrukturen 18 eine Vickershärte von mindestens 300 HV auf.
In 2 ist die Verbindungsfläche 14 des Bauteils 12 gezeigt, wobei zwei unterschiedliche Bereiche 24, 26 gekennzeichnet sind. Auf den Bereich 24 wirkt im verbundenen Zustand der Bauteile 10, 12 mindestens eine vorgegebene Normalkraft ein, welche einen größeren Betrag aufweist, als in dem Bereich 26. Mit anderen Worten liegt der Bereich 26 im gefügten Zustand zwar auf der Verbindungsfläche 14 des anderen Bauteils 12 auf, jedoch wirkt in diesem Bereich 26 eine geringere Normalkraft bzw. Presskraft auf die Verbindungsfläche 16, als dies in dem Bereich 24 gegeben ist. Lediglich in dem Bereich 24 ist die Oberflächenstruktur 18 vorgesehen. 2 hat dabei rein schematischen Charakter. Der Bereich 24 mit erhöhter Normalkraft kann genauso auch an anderen Stellen des Bauteils 12 zu liegen kommen und muss nicht zwangsläufig zentral positioniert sein.
In 3 ist in einer teilweise geschnittenen Ansicht eine mögliche Ausführungsform der Pressverbindung 20 gezeigt. Wie zu erkennen, hat sich die Oberflächenstruktur 18 in die gegenüberliegende Verbindungsfläche 14 des Bauteils 10 eingegraben. Die Oberflächenstruktur 18 dringt dabei im Wesentlichen vollständig in das Bauteil 10 ein, so dass eine besonders verdrehfeste Verbindung zwischen den Bauteilen 10 und 12 hergestellt wird, so dass relativ hohe Momente mittels der hier dargestellten Pressverbindung 20 übertragen werden können, ohne dass die Bauteile 10, 12 aneinander in unerwünschter Weise abgleiten bzw. abscheren.
Für den Fall, dass eine Oberflächenstruktur 18 auch in den Bereichen 26 der Bauteiloberfläche 14 erzeugt wird, die im Vergleich eine geringere Normalkraft aufweisen, kann sich unter bestimmten Umständen der Effekt ergeben, dass sich an diesen Bereichen 26 aufgrund der geringeren Presskraft die Oberflächenstrukturen 18 nicht in die gegenüberliegenden Bauteilflächen 16 eingraben. Dann liegt das Bauteil 12 schon zu früh auf der Oberflächenstruktur 18 auf und es kommt evtl. dazu, dass sich die Strukturen in den höher belasteten Bereichen 24 nicht mehr eingraben. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn die Flächen 26 mit geringerer Normalkraft außen am Umfang des Bauteils 10 liegen und dadurch eine noch geringere Flächenpressung haben. In diesen Fällen kann es zu Durchbiegungen und Schiefstellungen kommen. Eine Lösung in diesem Fall kann die in 4 angedeutete alternative Gestaltung der Pressverbindung 20 sein, bei der die beiden Verbindungsflächen 14, 16 leicht schiefgestellt sind. Die technisch sinnvollere und einfacher umzusetzende Lösung ist jedoch ein Aufbringen der Oberflächenstruktur 18 nur in den Bereichen 24 mit erhöhter Normalkraft. So kann aufgrund der entsprechend vorgesehenen Oberflächenstruktur 18 eine verdrehfeste und stabile Pressverbindung 20 zwischen den beiden Bauteilen 10, 12 hergestellt werden. Durch dieses Vorgehen können darüber hinaus Schiefstellungen und Konturabweichungen der Bauteile 10, 12 zueinander besser kompensiert werden.
Im Gegensatz zu einer Lösung, bei welcher die Oberflächenstruktur 18 beispielsweise durchgängig bzw. vollständig zumindest in dem Bereich der Verbindungsfläche 16 vorgesehen wird, welche in Überdeckung mit dem Verbindungsbereich 14 gebracht wird, wird durch die in den 3 bzw. 4 gezeigte Ausbildung bzw. Positionierung der Oberflächenstruktur 18 ein Durchbiegen des als Flansch ausgebildeten Bauteils 12 beim miteinander Verbinden der Bauteile 10, 12 vermieden. Dadurch, dass also in einem verhältnismäßig kleinen Bereich 24, wie in 2 gezeigt, die Oberflächenstruktur 18 vorgesehen wird, ist in diesem Bereich 24 eine entsprechend hohe Normalkraft beim Pressverbinden der beiden Bauteile 10, 12 gegeben, so dass die Bauteile 10, 12 besonders verdrehsicher aneinander befestigt werden können.
In 5 sind die beiden Bauteile 10, 12 gezeigt, wobei das Bauteil 12 eine alternative Ausführungsform der Verbindungsfläche 16 aufweist. Der die Oberflächenstruktur 18 aufweisende Bereich 24 ist um einen vorgegebenen, nicht näher bezeichneten Abstand gegenüber dem übrigen Bereich 26 der Verbindungsfläche 16 erhöht ausgebildet. Durch die erhöhte Ausbildung des Bereichs 24 tritt keine Störung des im Wesentlichen nichttragenden Bereichs 26 auf, sobald die Pressverbindung 20 hergestellt wird. Dadurch treten keine Änderungen der Oberfläche in dem Bereich 26 auf, wodurch beispielsweise ein Pseudo-Schadensbild durch abgescherte Strukturen vermieden wird. Die Festigkeitseigenschaften sind natürlich zuvor entsprechend zu prüfen bzw. zu berechnen, damit die Pressverbindung 20 die gewünschte Festigkeit und Verdrehfestigkeit aufweist. Falls das als Flansch ausgebildete Bauteil 12 zusätzlich eine Dichtfunktion erfüllen soll, kann es vorteilhaft sein, den vorgegebenen Absatz, welcher einen nicht näher bezeichneten Absatz ausbildet, auf 0,02 bis 0,05 mm zu begrenzen. Alternativ kann auch ein integrierter oder zusätzlicher, hier nicht gezeigter Ring aus eng nebeneinander stehenden Oberflächenstrukturen eine entsprechende Abdichtwirkung erhöhen.
In 6 ist eine alternative Ausführungsform der Verbindungsfläche 14 gezeigt. Im vorliegend gezeigten Fall ist ein Bereich 28 der Verbindungsfläche 14, welche gegenüber dem von der Oberflächenstruktur 18 verschiedenen Bereich 26 der anderen Verbindungsfläche 16 angeordnet ist, gegenüber einem Bereich 30, welcher gegenüber dem mit der Oberflächenstruktur 18 versehenen Bereich 24 der anderen Verbindungsfläche 16 angeordnet ist, um einen vorgegebenen, hier nicht näher bezeichneten Abschnitt zurückversetzt ausgebildet. In den Bereich 30 greift die Oberflächenstruktur 18 ein und bildet somit einen tragenden Bereich aus, wodurch eine beim Aufbringen eines Momentes eine unerwünschte Verdrehung der beiden Bauteile 12, 10 zueinander verhindert wird. Durch die hier gezeigte Ausführungsform des Bauteils 10 bzw. der Verbindungsfläche 14 wird ebenfalls eine Störung durch nichttragende Bereiche 28 bei der Pressverbindung 20 der beiden Bauteile 10, 12 vermieden.
In 7 ist ein als Kettenrad ausgebildetes Bauteil 32 gezeigt. In den 8 und 9 ist jeweils ein als Deckel ausgebildetes Bauteil 34 gezeigt. Die Bauteile 32 und 34 sind wie die Bauteile 10 und 12 dazu ausgelegt, als nicht näher bezeichnete Pressverbindung miteinander verbunden zu werden. Die Bauteile 32 weisen dabei ebenfalls in nicht näher bezeichneten Bereichen, auf welche im verbundenen Zustand der Bauteile 32, 34 mindestens eine vorgegebene Normalkraft einwirkt, die Oberflächenstruktur 18 auf.
Die Bauteile 32, 34 gehören zu einer Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten, vorzugsweise von einer Kurbelwelle auf eine Nockenwelle, bevorzugt mit dem Aufbau eines hydraulischen Flügelmotors, mit einem hier nicht gezeigten Gehäuse bzw. gehäuseförmigen Bauteilbereich und mehreren der deckelartigen Bauteile 34, welche hydraulische Arbeitsräume axial abschließen. Mindestens einer der axial einander zugewandten Oberflächen 36, 38 von dem als Deckel ausgebildeten Bauteil 34 oder Gehäuse im Bereich eines hier nicht näher bezeichneten Dichtspaltes weist ebenfalls eine Oberflächenstruktur 18 auf, die gegenüber der übrigen Bauteiloberflächen eine signifikant erhöhte Rautiefe aufweist.
Wie vorliegend zu erkennen, sind die Oberflächenstrukturen 18 sowohl bei dem Bauteil 32 als auch bei dem Bauteil 34 auf jeweiligen, nicht näher bezeichneten Vorsprüngen ausgebildet. Auch bei den in den 7 bis 9 gezeigten Ausführungsformen der Bauteile 32, 34 können die Oberflächenstrukturen 18 aus einer regelmäßig oder unregelmäßig beabstandeten Struktur von näherungsweise in Umfangsrichtung verlaufenden, zumindest abschnittsweise ringförmigen Rinnen mit dazwischenstehenden ringförmigen Kammwänden bestehen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Oberflächenstrukturen 18 aus einer regelmäßig oder unregelmäßig angeordneten Struktur von näherungsweise gleichartigen kraterförmigen Vertiefungen und diese umgebenden kammartigen und erhöhten Kraterwänden bestehen.
Wie in 7 zu erkennen, sind die Oberflächenstrukturen 18 ringförmig um jeweilige Durchgangs- bzw. Gewindebohrungen 40 an dem Bauteil 32 bzw. 34 angebracht. Wie in 9 gezeigt, können die Oberflächenstrukturen 18 auch korrespondierend zu den jeweiligen Formen jeweiliger Stege 44 angeordnet sein.
In Abhängigkeit des Reibbeiwertes der Oberflächenstrukturen 18 und der zu übertragenden Momente zwischen den Bauteilen 32, 34 bzw. auch zwischen den Bauteilen 10, 12, wie in den 1 bis 6 gezeigt, kann beispielsweise ein überelastisches Anziehen mit Schrauben niedrigerer Festigkeitsklasse eine zusätzliche Reduzierung einer Streuung entsprechender Schraubenvorspannkräfte bewirken. Des Weiteren ist eine Reduzierung einer Gewindeüberdeckung zwischen einer Mutter und einem Schraubengewinde denkbar. Dadurch könnten entsprechend verwendete Blechdicken zur Herstellung des als Deckel dienenden Bauteils 34 reduziert werden, was mit entsprechenden Vorteilen hinsichtlich Bauraum, Gewicht und Wirtschaftlichkeit einhergeht.
Sämtliche hier gezeigten und beschriebenen Oberflächenstrukturen 18 weisen eine Erhöhung gegenüber der Grundstruktur von mindestens 5 μm auf. Die Oberflächenstrukturen 18 werden beispielsweise mittels eines Laserverfahrens, insbesondere mittels eines gepulsten Festkörperlasers, eines Elektronenstrahlverfahrens oder mittels eines Präge- oder Kaltpressverfahrens hergestellt. Um eine entsprechend hohe Härte der Oberflächenstrukturen 18, insbesondere im Bereich von mindestens 300 HV zu erzielen, wird die Oberflächenstruktur 18 nach deren Herstellung gehärtet, insbesondere induktiv oder lasergehärtet. Vor dem Aufbringen der Oberflächenstruktur 18 kann die Bauteiloberfläche bzw. das Bauteil 10, 12, 32, 34 selbst bereits gehärtet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007015958 B4 [0002, 0005]

Claims

Pressverbindung (20) zweier Bauteile (10, 12, 32, 34), mit jeweiligen, zumindest teilweise aneinander anliegenden und unter Pressung miteinander verbundenen Verbindungsflächen (14, 16, 36, 38), von welchen zumindest eine mit einer Oberflächenstruktur (18) zur Erhöhung eines Reibbeiwerts versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (18) lediglich im Bereich (24) der zugehörigen Verbindungsfläche (14, 16, 36, 38) des entsprechenden Bauteils (10, 12, 32, 34) ausgebildet ist, auf welche im verbundenen Zustand der Bauteile (10, 12, 32, 34) mindestens eine vorgegebene Normalkraft einwirkt.
Pressverbindung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Oberflächenstruktur (18) aufweisende Bereich (24) um einen vorgegebenen Abstand gegenüber dem übrigen Bereich (26) der Verbindungsfläche (14, 16, 36, 38) erhöht ausgebildet ist.
Pressverbindung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bereich (28) der einen Verbindungsfläche (14), welche gegenüber einem von der Oberflächenstruktur (18) verschiedenen Bereich der anderen Verbindungsfläche (16) angeordnet ist, gegenüber einem Bereich (30), welcher gegenüber dem mit der Oberflächenstruktur (18) versehenden Bereich (24) der anderen Verbindungsfläche (16) angeordnet ist, um einen vorgegebenen Abstand zurück versetzt ausgebildet ist.
Pressverbindung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (18) eine Erhöhung gegenüber der Grundstruktur von mindestens 5 μm aufweist.
Pressverbindung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (18) eine Härte von mindestens 300 HV aufweist.
Pressverbindung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils gegenüberliegender Bereiche der Verbindungsflächen (14, 16, 36, 38) die Oberflächenstruktur (18) aufweisen.
Pressverbindung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsflächen (14, 16, 36, 38) jeweils abwechselnd mit der Oberflächenstruktur (18) versehene und von der Oberflächenstruktur (18) verschiedene Bereiche aufweisen, wobei die Verbindungsflächen (14, 16, 36, 38) derart zueinander angeordnet sind, dass jeweils die die Oberflächenstruktur (18) aufweisenden Bereiche gegenüberliegend zu den von der Oberflächenstruktur (18) verschiedenen Bereichen angeordnet sind.
Verfahren zum Herstellen einer Pressverbindung (20) zweier Bauteile (10, 12, 32, 34), bei welchem jeweilige Verbindungsflächen (14, 16, 36, 38) der Bauteile (10, 12, 32, 34) zumindest teilweise aneinander angelegt und unter Pressung miteinander verbundenen werden, und zumindest eine der Verbindungsflächen (14, 16, 36, 38) zuvor mit einer Oberflächenstruktur (18) zur Erhöhung eines Reibbeiwerts versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (18) lediglich im Bereich (24) der zugehörigen Verbindungsfläche des entsprechenden Bauteils (10, 12, 32, 34) ausgebildet wird, auf welche im verbundenen Zustand der Bauteile (10, 12, 32, 34) mindestens eine vorgegebene Normalkraft einwirkt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (18) mittels eines Laserverfahrens, insbesondere mittels eines gepulsten Festkörperlasers, eines Elektronenstrahlverfahrens oder mittels eines Präge- oder Kaltpressverfahrens hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (18) gehärtet, insbesondere induktiv, laser- oder elektronenstrahlgehärtet, wird.