DE102013105878A1 - Surface-coated telescopic rail - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen von Schienenelementen aus Metall oder Metalllegierungen für Teleskopschienen, wobei die Schienenelemente wenigstens eine Laufbahn aufweisen, bei dem man a) die Oberfläche der Schienenelemente, einschließlich der Oberfläche der Laufbahnen, mit einer Oberflächenbeschichtung versieht und anschließend b) die Oberflächenbeschichtung auf der Oberfläche der Laufbahnen durch Erhitzen des Beschichtungsmaterials mittels Laserstrahlen von der Oberfläche der Laufbahnen entfernt, und Schienenelement, hergestellt durch dieses Verfahren.Process for coating surfaces of rail elements made of metal or metal alloys for telescopic rails, wherein the rail elements have at least one raceway, in which a) the surface of the rail elements, including the surface of the raceways, is provided with a surface coating and then b) the surface coating on the The surface of the raceways is removed from the surface of the raceways by heating the coating material with laser beams, and the rail element produced by this method.
Description
Gegenstand der ErfindungSubject of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung von kugel- oder walzengelagerten Teleskopschienen mit oberflächenbeschichteten Schienenelementen.The present invention relates to a method for producing ball-bearing or roller-mounted telescopic rails with surface-coated rail elements.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Teleskopschienen werden unter anderem in Backöfen zum Halten sowie zum leichten Ein- und Ausfahren von Gargutträgern eingesetzt. Neben den Aspekten der leichtgängigen Verfahrbarkeit, der dabei auftretenden Geräuschentwicklung, der Haptik und der Stabilität, werden insbesondere im Backofenbereich noch Anforderungen an die Lebensmittelechtheit und die Reinigungsfähigkeit der Teleskopschienen gestellt.Telescopic rails are used, inter alia, in ovens for holding and for easy retraction and extension of food supports. In addition to the aspects of ease of movement, the noise occurring, the feel and stability, in particular in the oven area requirements are still made on the food safety and cleanability of the telescopic slides.
a) Gleitverhalten / Schmiermittela) sliding behavior / lubricant
Teleskopschienen bestehen aus zwei oder mehr länglichen Schienenelementen, die in Längsrichtung gegeneinander verschiebbar gelagert sind. Man unterscheidet zwischen kugel- oder walzengelagerten Teleskopschienen einerseits und Gleitschienen andererseits. Kugel- oder walzengelagerte Teleskopschienen bieten in der Regel ein ruhigeres und leichter gängiges Laufverhalten und eine hohe Stabilität. Um ein leichtgängiges und möglichst geräuscharmes Verschieben der Schienenelemente zu gewährleisten, werden die Kugel- oder Walzenlager und die entsprechenden Laufflächen an den Schienenelementen mit Schmiermitteln versehen. Die Schmiermittel werden bei der Herstellung der Teleskopschienen in die Kugel- oder Walzenlager eingebracht und sollen in der Regel die gesamte Lebensdauer der Teleskopschienen überdauern, ohne dass ein Nachschmieren erforderlich ist. Insbesondere bei Teleskopschienen, die in Backöfen eingesetzt werden, müssen die Schmiermittel hohe Anforderungen an die Lebensmittelechtheit und Hitzebeständigkeit erfüllen. Schmiermittel für herkömmliche Backöfen müssen Temperaturen von bis zu 300 °C standhalten und ihre Schmiereigenschaften beibehalten. Bei modernen Backöfen mit Pyrolysereinigung werden die Schienen zur Reinigung des Backofens regelmäßig für Zeiträume von ein bis drei Stunden Temperaturen bis etwa 500 °C ausgesetzt. Nur wenige Schmiermittel halten Temperaturen bis 300 °C stand und erfüllen gleichzeitig die Anforderungen an die Lebensmittelechtheit und gesundheitliche Unbedenklichkeit. Telescopic rails consist of two or more elongated rail elements which are mounted so as to be displaceable in the longitudinal direction. One distinguishes between ball-bearing or roller-mounted telescopic rails on the one hand and slide rails on the other. Ball or roller mounted telescopic rails usually offer a quieter and easier common running behavior and high stability. In order to ensure a smooth and quiet as possible movement of the rail elements, the ball or roller bearings and the corresponding running surfaces are provided on the rail elements with lubricants. The lubricants are introduced in the manufacture of the telescopic rails in the ball or roller bearings and should usually survive the entire life of the telescopic rails, without relubrication is required. In particular, in telescopic rails, which are used in ovens, the lubricant must meet high demands on food safety and heat resistance. Lubricants for conventional ovens must withstand temperatures of up to 300 ° C and maintain their lubricating properties. In modern ovens with pyrolysis, the rails for cleaning the oven are regularly exposed to temperatures up to about 500 ° C for periods of one to three hours. Only a few lubricants can withstand temperatures of up to 300 ° C and at the same time meet the requirements of food safety and health safety.
b) Verschmutzung / Verfärbung / Reinigungsfähigkeitb) contamination / discoloration / cleanability
Teleskopschienen für Backöfen werden üblicherweise aus Stahl hergestellt. Ein Nachteil von Teleskopschienen aus Stahl im Backofenbereich ist die Oxidation oder Zunderbildung auf den Oberflächen der Schienenelemente oder auch der Kugeln oder Walzen bei hohen Temperaturen. Dabei treten Verfärbungen der Oberflächen der Stahlschienen auf, die im sichtbaren Bereich der Schienenelemente bereits aus ästhetischen Gründen unerwünscht sind. Diese Probleme treten insbesondere bei Teleskopschienen in Pyrolysebacköfen aufgrund der zu Reinigungszwecken zeitweilig angewendeten sehr hohen Temperaturen bis 500 °C auf. Telescopic rails for ovens are usually made of steel. A disadvantage of steel telescopic rails in the oven area is the oxidation or scale formation on the surfaces of the rail elements or even the balls or rollers at high temperatures. This discoloration of the surfaces of the steel rails occur, which are undesirable in the visible range of the rail elements for aesthetic reasons. These problems occur especially in telescopic rails in pyrolysis ovens due to the very high temperatures used for cleaning purposes up to 500 ° C on.
Darüber hinaus verschmutzen die Oberflächen der aus Stahl hergestellten Schienenelemente im Backofenbereich sehr leicht. Im Betrieb schlagen sich Fette und andere Stoffe aus dem Gargut auf den Schienenelementen nieder und werden im Laufe der Zeit in das Material eingebrannt, so dass sie sich nur sehr mühsam oder gar nicht mehr entfernen lassen. Zudem verkratzen die Oberflächen der Schienenelemente im Backofenbereich sehr leicht, da hier häufig scharfkantige Bereiche von anderen Metallgegenständen, z. B. dem Gargutträger, mit den Schienenelementen in Kontakt kommen.In addition, the surfaces of the steel-made rail elements in the oven area pollute very easily. During operation, fats and other substances from the food to be cooked are deposited on the rail elements and are burned into the material over the course of time so that they can only be removed with difficulty or not at all. In addition, the surfaces of the rail elements in the oven area scratch very easily, as here often sharp-edged areas of other metal objects, such. B. the food support, come into contact with the rail elements.
Es ist bekannt, die Schienenelemente von Teleskopschienen zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Oxidation und Zunderbildung, der Pyrolysebeständigkeit, der Beständigkeit gegen Verschmutzung, der Kratzfestigkeit und der Reinigungsfähigkeit mit einer Oberflächenbeschichtung zu versehen. Beispiele sind Beschichtungen aus Chrom, Emaille, PTFE, Hochtemperaturlacken, Keramik etc.It is known to provide the rail elements of telescopic rails with a surface coating to improve resistance to oxidation and scale formation, pyrolysis resistance, resistance to soiling, scratch resistance and cleanability. Examples are coatings of chrome, enamel, PTFE, high-temperature coatings, ceramics, etc.
Viele der bekannten Beschichtungen bieten einen Schutz der Schienenoberflächen vor Oxidation und Zunderbildung bei hohen Temperaturen und erlauben eine gute Reinigung der Oberflächen von Verschmutzungen bzw. verhindern das Einbrennen der Verschmutzungen.Many of the known coatings provide protection of the rail surfaces against oxidation and scale formation at high temperatures and allow a good cleaning of the surfaces of contaminants or prevent the stoving of the contaminants.
Die
c) Herstellung beschichteter Schienenelementec) Production of coated rail elements
Die zuvor beschriebenen Beschichtungen versehen die Schienenelemente von Teleskopschienen mit vielen vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich Beständigkeit gegen Oxidation und Zunderbildung, Pyrolysebeständigkeit, Beständigkeit gegen Verschmutzung, Kratzfestigkeit und Reinigungsfähigkeit. Im Bereich der Laufbahnen, in denen die Kugeln oder Walzen abgewälzt werden, können die Beschichtungen jedoch die Laufeigenschaften der Teleskopschienen erheblich beeinträchtigen. Zudem sind einige der bekannten Beschichtungen nicht ausreichend beständig gegenüber den starken mechanischen Belastungen, die durch die Kugeln oder Walzen auf die Laufbahnen ausgeübt werden. Insbesondere durch Kugeln werden sehr hohe Punktbelastungen auf die Laufflächen aufgebracht. Die Beschichtungen können sich aufgrund dieser Belastungen im Laufe der Zeit von der Oberfläche der Laufbahnen ablösen und durch die abgelösten Beschichtungsfragmente die Laufeigenschaften der Teleskopschienen zusätzlich verschlechtern.The coatings described above provide the rail elements of telescopic rails with many advantageous properties in terms of resistance to oxidation and scale formation, pyrolysis resistance, resistance to contamination, scratch resistance and cleanability. However, in the field of raceways in which the balls or rollers are rolled, the coatings can significantly affect the running properties of the telescopic rails. In addition, some of the known coatings are not sufficiently resistant to the strong mechanical stresses exerted by the balls or rollers on the raceways. In particular, by bullets very high point loads are applied to the treads. As a result of these stresses, the coatings may detach from the surface of the raceways over time and the running properties of the telescopic rails may additionally be impaired by the detached coating fragments.
Um die Laufbahnen von der auf die Schienenelemente aufgebrachten Beschichtung frei zu halten, können diese während des Beschichtungsprozesses abgedeckt werden oder die Beschichtung wird so zielgerichtet aufgebracht, dass sie die Laufbahnen nicht bedeckt. Beide Varianten sind mit erheblichem Aufwand und daher hohen Kosten verbunden, da Beschichtungen üblicherweise am einfachsten auf die gesamte Oberfläche von Schienenelementen aufgebracht werden, beispielsweise durch Eintauchen der Schienenelemente in entsprechende Beschichtungstauchbäder oder ähnliches.In order to keep the tracks free of the coating applied to the rail elements, they can be covered during the coating process or the coating is applied so targeted that it does not cover the raceways. Both variants are associated with considerable expense and therefore high costs, since coatings are usually applied most easily to the entire surface of rail elements, for example by immersing the rail elements in corresponding coating dip or the like.
Aufgabetask
Es besteht daher ein Bedarf nach einem einfachen und vergleichsweise kostengünstigen Verfahren zur Fertigung von kugel- oder walzengelagerten Teleskopschienen mit oberflächenbeschichteten Schienenelementen, bei denen die Laufbahnen der Schienenelemente im Wesentlichen frei von der Oberflächenbeschichtung sind.There is therefore a need for a simple and comparatively cost-effective method for producing ball-bearing or roller-mounted telescopic rails with surface-coated rail elements, in which the raceways of the rail elements are substantially free of the surface coating.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen von Schienenelementen aus Metall oder Metalllegierungen für Teleskopschienen, wobei die Schienenelemente wenigstens eine Laufbahn aufweisen, bei dem man
- a) die Oberfläche der Schienenelemente, einschließlich der Oberfläche der Laufbahnen, mit einer Oberflächenbeschichtung versieht und anschließend
- b) die Oberflächenbeschichtung auf der Oberfläche der Laufbahnen durch Erhitzen des Beschichtungsmaterials mittels Laserstrahlen von der Oberfläche der Laufbahnen entfernt.
- a) provides the surface of the rail elements, including the surface of the raceways, with a surface coating and then
- b) the surface coating on the surface of the raceways by heating the coating material by means of laser beams away from the surface of the raceways.
Durch dieses Verfahren wird ein Schienenelement erhalten, das einerseits eine gewünschte Beschichtung aufweist, die dem Schienenelement Schutz vor Oxidation, Zunderbildung, etc. sowie ein ansprechendes Äußeres verleiht und gleichzeitig wenigstens eine Laufbahn aufweist, auf der keine oder nur eine dünne Beschichtung aufgebracht ist und deren Laufeigenschaften dadurch mit denen unbeschichteter Schienenelemente vergleichbar sind. Zudem hat sich gezeigt, dass die so behandelte Laufbahn ein Schienenelement aus einem Metall oder einer Metalllegierung weniger zu Verfärbungen bei Einwirkung von sehr hohen Temperaturen von bis zu 500°C neigt, als vergleichbare Schienenelemente, die nicht beschichtet und nicht mit Laser behandelt wurden. By this method, a rail element is obtained, on the one hand has a desired coating that gives the rail element protection against oxidation, scale formation, etc. and an attractive appearance and at the same time has at least one career, on which no or only a thin coating is applied and their Running characteristics are comparable to those of uncoated rail elements. In addition, it has been found that the thus treated track a rail element of a metal or a metal alloy less prone to discoloration when exposed to very high temperatures of up to 500 ° C, as comparable rail elements that were not coated and not treated with laser.
Bei dem Verfahren wird die Beschichtung durch Erhitzen mittels Laserstrahlen verdampft und/oder abgesprengt. Der Begriff "Laserstrahlen" im Sinne dieser Erfindung umfasst im Wesentlichen die durch eine Quelle erzeugte Laserstrahlung, wobei die Verwendung von mehreren Laserquellen ebenfalls mit umfasst ist. Die Laserstrahlen werden in einer Vorrichtung erzeugt, die üblicherweise auch mit Laserkopf bezeichnet wird.In the process, the coating is evaporated and / or blasted off by heating by means of laser beams. The term "laser beams" in the sense of this invention essentially comprises the laser radiation generated by a source, wherein the use of several laser sources is also included. The laser beams are generated in a device which is also commonly referred to as a laser head.
Unter "Entfernen der Beschichtung" im Sinne dieser Erfindung versteht man, dass die Beschichtung vollständig oder teilweise entfernt wird. By "removal of the coating" in the sense of this invention is meant that the coating is completely or partially removed.
Typische Schienenelemente von Teleskopschienen weisen wenigstens zwei Laufbahnen auf. In einer Ausführungsform erfolgt das Entfernen der Beschichtung in Stufe b) gleichzeitig von zwei Laufbahnen eines Schienenelementes. Vorzugsweise werden dazu zwei separate Laserquellen eingesetzt, die jedoch über eine gemeinsame Steuerung verfügen können.Typical rail elements of telescopic rails have at least two raceways. In one embodiment, the removal of the coating in step b) takes place simultaneously of two raceways of a Rail element. Preferably, two separate laser sources are used for this, but they may have a common control.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden von dem auf die Laufbahn aufgebrachten Beschichtungsmaterial wenigstens 70%, vorzugsweise wenigstens 80%, und bis zu 99% entfernt. Es verbleibt eine strukturierte Oberfläche, wobei die Strukturierung durch die Bewegung der Laserstrahlen über die Oberfläche der Laufbahn erzeugt wird. Eine teilweise Entfernung des Beschichtungsmaterials ist einerseits dadurch bedingt, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise die Laserstrahlen im Wesentlichen nur einmal über die Oberfläche geführt werden, und dadurch ein Abtrag erfolgt, der nicht vollständig bis zu der Oberfläche der Laufbahn des Schienenelements aus einem Metall oder einer Metalllegierung durchdringt, und andererseits die Laserstrahlen in Bahnen über die Oberfläche der Laufbahn geführt werden, wobei die Bahnen der Laserstrahlen in bestimmten Ausführungsformen nur teilweise oder nicht überlappen, so dass sich eine raue Oberfläche bedingt durch Grate verbleibender Beschichtung ergibt. Der Begriff "im Wesentlichen nur einmal über die Oberfläche geführt" umfasst dabei, dass die Laserstrahlen in Bahnen über die Oberfläche geführt werden, die nicht überlappen, sich jedoch kreuzen können.In a preferred embodiment, at least 70%, preferably at least 80%, and up to 99% are removed from the coating material applied to the track. There remains a structured surface, wherein the structuring is generated by the movement of the laser beams over the surface of the track. A partial removal of the coating material is on the one hand due to the fact that in the inventive method preferably the laser beams are guided substantially only once over the surface, and thereby a removal takes place, not completely up to the surface of the track of the rail element of a metal or a On the other hand, the laser beams are guided in tracks over the surface of the track, wherein the paths of the laser beams in certain embodiments, only partially or not overlap, so that a rough surface due to burrs remaining coating results. The term "substantially only once over the surface" includes the fact that the laser beams are guided in paths over the surface, which do not overlap, but can intersect.
Es hat sich gezeigt, dass trotz verbleibender Beschichtungsreste gute Laufeigenschaften mit so behandelten Schienenelementen von kugel- oder walzengelagerten Teleskopschienen erzielt werden, wobei zudem keine Probleme mit den üblicherweise für Teleskopschienen eingesetzten Schmiermitteln auftreten. Dies trifft insbesondere für die Schmiermittel zu, die auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, einschließlich Graphit. Sowohl das verbleibende Beschichtungsmaterial auf der Oberfläche der Laufbahnen als auch die Beschichtung an den Rändern der Laufbahnen sind stabil und es erfolgt kein Abplatzen oder Abspringen der Beschichtung in diesen Bereichen, wenn eine oder mehrere Kugeln oder Walzen die Laufbahn belasten.It has been shown that, despite remaining coating residues, good running properties are achieved with rail elements treated in this way by ball-bearing or roller-mounted telescopic rails, and in addition there are no problems with the lubricants usually used for telescopic rails. This is especially true for the lubricants that are used even at high temperatures, including graphite. Both the remaining coating material on the surface of the raceways and the coating at the edges of the raceways are stable and there is no flaking or cracking of the coating in these areas when one or more balls or rollers stress the raceway.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Schienenelemente aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Stahl, austenitischem und ferritischem Edelstahl, Aluminium und Aluminiumlegierungen sowie Gemischen davon. Diese Materialien haben sich besonders vorteilhaft bei der Verwendung in Teleskopschienen erwiesen, die insbesondere in beheizbaren Geräten, wie Öfen, Backöfen, Dampfgarern, etc. zum Einsatz kommen. In a preferred embodiment, the rail members are made of a material selected from the group consisting of steel, austenitic and ferritic stainless steel, aluminum and aluminum alloys, and mixtures thereof. These materials have proven to be particularly advantageous when used in telescopic rails, which are used in particular in heatable devices, such as ovens, ovens, steamer, etc.
Austenitischer Edelstahl weist dabei einen hohen Legierungszuschlag auf, das heißt hohe Anteile von Ni, Cr, etc., während ferritischer Edelstahl weniger Legierungsanteile aufweist. Austenitischer Edelstahl ist in der Regel korrosionsbeständiger, insbesondere an Schweißstellen. In bestimmten Ausführungsformen werden dem Fachmann bekannte austenitische und ferritische Edelstähle eingesetzt, einschließlich des Edelstahls mit der Werkstoffnummer 1.4301 (X5CrNi18-10), auch mit
Aluminium zeichnet sich durch sein geringes Gewicht aus und durch die Tatsache, dass bei diesem Material zusätzlich oder anstelle einer Beschichtung auch eine Eloxierung der Oberfläche möglich ist, die ebenfalls eine einheitliche Optik, Temperaturbeständigkeit und leichte Reinigung ermöglicht. Auch eine derart eloxierte Oberfläche, die gegebenenfalls noch eine zusätzliche Beschichtung aufweist, ist in dem beschriebenen Verfahren mittels Laserstrahlen entfernbar. Dem Fachmann sind Verfahren zur Eloxierung von Aluminium bekannt.Aluminum is characterized by its low weight and by the fact that this material in addition to or instead of a coating also anodization of the surface is possible, which also allows a uniform appearance, temperature resistance and easy cleaning. An anodized surface of this type, which optionally also has an additional coating, can be removed in the described method by means of laser beams. The person skilled in the known processes for anodization of aluminum.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Oberflächenbeschichtung ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Emaille, Hochtemperaturlacken, PTFE, Kunststoffen, Siloxanen, Metalloxiden und Gemischen davon, oder die Oberflächenbeschichtung ist eine Oberflächenmodifikation des Materials, aus dem die Schienenelemente bestehen. Die Beschichtungen können als solche oder in Beschichtungszusammensetzungen aufgebracht werden, wobei bei den Beschichtungszusammensetzungen in bestimmten Ausführungsformen in einem zwischengeschalteten Schritt vor dem Entfernen der Beschichtung durch Laser ein Lösungsmittel abgezogen wird und/oder die Beschichtung gebrannt oder gehärtet wird. Für das Aufbringen der Beschichtung sind dem Fachmann bekannte Verfahren geeignet, die auch umfassen, dass vor dem Aufbringen einer Beschichtung eine Vorbehandlung des Schienenelementes erfolgt. Bekannte Vorbehandlungen sind mechanische Bearbeitung durch Bürsten oder Sandstrahlen, Reinigung durch Aceton, Ultraschallreinigung, Reinigung durch Perchlorethylen und/oder Entfetten durch alkalisches Abkochen sowie Elektropolieren und Kombinationen davon. Vorzugsweise erfolgt keine weitere Vorbehandlung für die Beschichtung mit Emaille und eine Vorbehandlung durch Sandstrahlen für eine Beschichtung aus PTFE.In a preferred embodiment, the surface coating is selected from the group consisting of enamels, high temperature paints, PTFE, plastics, siloxanes, metal oxides, and mixtures thereof, or the surface coating is a surface modification of the material of which the rail members consist. The coatings may be applied as such or in coating compositions wherein, in certain embodiments, in the coating compositions, in an intermediate step, prior to removal of the coating by laser, a solvent is stripped and / or the coating is fired or cured. For the application of the coating methods known in the art are suitable, which also include that before the application of a coating, a pretreatment of the rail element. Known pretreatments are mechanical treatment by brushing or sandblasting, cleaning by acetone, ultrasonic cleaning, cleaning by perchlorethylene and / or degreasing by alkaline boiling and electropolishing and combinations thereof. Preferably, no further pretreatment for the coating with enamel and a pretreatment by sand blasting for a coating of PTFE.
In einer Ausführungsform wird für die Erzeugung der Laserstrahlen in b) ein Laser mit einer Leistung von 50 bis 600 Watt, vorzugsweise 100 bis 400 Watt, und besonders bevorzugt 100 bis 300 Watt verwendet. Durch einen derart leistungsstarken Laser ist es möglich, eine Beschichtung auf der Oberfläche der Laufbahn eines Schienenelementes im Wesentlichen rückstandslos zu beseitigen, so dass die Laufeigenschaft der Laufbahn nicht beeinträchtigt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird für die Erzeugung der Laserstrahlen in b) ein Laser mit einer Pulsfrequenz zwischen 5 und 80 kHz, vorzugsweise zwischen 10 und 50 kHz, bevorzugt zwischen 10 und 15 kHz, verwendet. Es hat sich gezeigt, dass ein gepulster Laser mit der angegebenen Pulsfrequenz besonders geeignet für die Entfernung einer Beschichtung von einem Schienenelement aus Metall oder einer Metalllegierung ist. In one embodiment, a laser with a power of 50 to 600 watts, preferably 100 to 400 watts, and particularly preferably 100 to 300 watts is used for the generation of the laser beams in b). Such a powerful laser makes it possible to remove a coating on the surface of the track of a rail element substantially without residue, so that the running property of the track is not impaired. In a preferred embodiment, a laser with a pulse frequency between 5 and 80 kHz, preferably between 10 and 50 kHz, preferably between 10 and 15 kHz, is used for the generation of the laser beams in b). It has been found that a pulsed laser with the specified pulse frequency is particularly suitable for the removal of a coating from a rail element made of metal or a metal alloy.
In einer Ausführungsform erfolgt das Entfernen der Beschichtung in b) bei einer Temperatur im Bereich von 10°C bis 38°C, vorzugsweise in einem Bereich von 15°C bis 25°C, bevorzugt bei einer Temperatur von ungefähr 20°C. In one embodiment, the coating is removed in b) at a temperature in the range of 10 ° C to 38 ° C, preferably in a range of 15 ° C to 25 ° C, preferably at a temperature of about 20 ° C.
In einer Ausführungsform werden die Laserstrahlen beim Entfernen der Beschichtung in einer Zick-Zack-Bewegung, Mäandern, einer Sägezahn-, Rechteck- oder Schlaufenbewegung über die Oberfläche der Laufbahn geführt. Die Bewegung der Laserstrahlen setzt sich dabei aus einer Vorschubbewegung zusammen, die entlang einer Längserstreckung der Laufbahn erfolgt, und einer im Wesentlichen quer zur Längserstreckung der Laufbahn erfolgenden, sich periodisch wiederholenden Bewegung, aus der sich ein Zick-Zack-, Sägezahn-, Rechteck-, Mäander- oder Schlaufenmuster ergibt. Das Schlaufenmuster setzt sich in einer Ausführungsform aus einer Aneinanderreihung von einer der Zahl 8 ähnelnden Formen zusammen. In einer Ausführungsform erfolgt die Vorschubbewegung durch eine Bewegung des Schienenelementes, während die sich periodisch wiederholende Bewegung durch eine im Wesentlichen quer zur Längserstreckung des Schienenelementes verlaufende Bewegung der Laserstrahlen erzeugt wird. Es hat sich gezeigt, dass, trotz der dadurch entstehenden quer zur Längserstreckung des Schienenelementes und damit auch quer zur Längserstreckung der Laufbahn auftretenden Riffelung der Oberfläche der Laufbahn, eine geräuscharmes und gleichmäßiges gegeneinander Verschieben von Schienenelementen einer Teleskopschiene, die wenigstens ein so bearbeitetes Schienenelement aufweist, möglich ist.In one embodiment, as the coating is removed, the laser beams are zig-zagged, meandered, serrated, squared, or looped over the surface of the track. The movement of the laser beams is composed here of an advancing movement, which takes place along a longitudinal extent of the track, and a movement, which takes place essentially transversely to the longitudinal extent of the track, of periodically repeating motion, from which a zigzag, sawtooth, rectangular Meander or loop pattern results. The loop pattern in one embodiment is composed of a series of shapes similar to the number 8. In one embodiment, the advancing movement is effected by a movement of the rail element, while the periodically repeating movement is generated by a movement of the laser beams extending substantially transversely to the longitudinal extent of the rail element. It has been found that, despite the corrugation of the surface of the track occurring transversely to the longitudinal extent of the rail element and thus also transversely to the longitudinal extent of the track, a low-noise and uniform displacement of rail elements of a telescopic rail, which has at least one rail element machined in this way, is possible.
In einer Ausführungsform werden die Laserstrahlen in einer Schlaufenbewegung oder einer Zick- Zack-Bewegung über die Oberfläche der Laufbahn geführt, wobei sich die Bewegung, mit der die Laserstrahlen über die Laufbahn geführt werden, aus einer gleichmäßigen oder gleichförmigen geradlinigen Vorschubbewegung parallel zu der Längserstreckung des Schienenelementes und einer im Wesentlichen quer zur Längserstreckung der Schienen verlaufenden Bewegung in Form der Zahl 8 oder in Form von geraden Linien, die abwechselnd in zueinander entgegengesetzte Richtung verlaufen, zusammensetzt. Dadurch erfolgt eine effiziente Entfernung von Beschichtungsmaterial, wobei, trotz verbleibender Reste von Beschichtungsmaterial auf der Laufbahn, ein geräuscharmes und gleichmäßiges gegeneinander Verfahren von Schienenelementen einer Teleskopschiene mit wenigstens einem so bearbeiteten Schienenelement möglich ist. In one embodiment, the laser beams are guided in a loop movement or a zigzag movement over the surface of the track, wherein the movement, with which the laser beams are guided over the track, from a uniform or uniform rectilinear feed movement parallel to the longitudinal extent of the Rail element and extending substantially transversely to the longitudinal extent of the rails movement in the form of the number 8 or in the form of straight lines which extend alternately in opposite directions, composed. This results in an efficient removal of coating material, wherein, despite remaining remnants of coating material on the track, a silent and uniform against each other method of rail elements of a telescopic rail with at least one so machined rail element is possible.
Vorzugsweise erstrecken sich die quer zur Längserstreckung des Schienenelementes verlaufenden Bewegungen im Wesentlichen über die gesamte Breite der Laufbahn. Die Breite der Laufbahn ist dabei die quer bzw. senkrecht zu der Längserstreckung der Laufbahn in der Ebene der Laufbahn sich erstreckende Ausdehnung, wobei die Laufbahnen von Schienenelementen von Teleskopschienen in der Regel eine Krümmung aufweisen, deren Krümmungsachse parallel zur Längserstreckung der Laufbahn liegt. Die gleichmäßige lineare Vorschubbewegung kann durch eine Bewegung eines die Laserstrahlen erzeugenden Laserkopfes oder durch eine Bewegung des Schienenelementes erfolgen.Preferably, the transverse to the longitudinal extent of the rail element extending movements extend substantially over the entire width of the track. The width of the raceway is the extension extending transversely or perpendicular to the longitudinal extension of the raceway in the plane of the raceway, the raceways of rail elements of telescopic rails usually having a curvature whose axis of curvature lies parallel to the longitudinal extension of the raceway. The uniform linear feed movement can be effected by a movement of the laser beam generating laser head or by a movement of the rail element.
In einer Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen einem Laserkopf des die Laserstrahlen erzeugenden Lasers zu der Oberfläche der Laufbahn bei der Entfernung der Beschichtung in b) im Bereich von 80 mm bis 120 mm. Die Brennweite des Lasers wird dazu entsprechend eingestellt bzw. es wird ein Laser mit einer solchen Brennweite verwendet. Bei einer derartigen Brennweite ist eine effektive Entfernung einer Beschichtung von einem metallischen bzw. aus einer metallischen Legierung bestehenden Schienenelement möglich. In one embodiment, the distance between a laser head of the laser beam generating laser to the surface of the track in the removal of the coating in b) in the range of 80 mm to 120 mm. The focal length of the laser is adjusted accordingly or a laser with such a focal length is used. With such a focal length, effective removal of a coating from a metallic or metallic alloy rail member is possible.
In einer Ausführungsform wird während und/oder nach dem Entfernen des Beschichtungsmaterials in b) die entfernte Beschichtung abgesaugt oder ausgeblasen. Bei der Entfernung einer Beschichtung mit Hilfe von Laserstrahlen wird die Beschichtung verdampft oder abgesprengt, wobei auch beide Prozesse gleichzeitig ablaufen können. Bei Beschichtungen, die überwiegend durch Verdampfen entfernt werden, ist ein Absaugen der Beschichtung möglich. Für Beschichtungen, die überwiegend abgesprengt werden, können die verbleibenden Reste mittels Druckluft von der Laufbahn entfernt werden. Vorzugsweise erfolgt in einer Ausführungsform ein Absaugen des entfernten Beschichtungsmaterials während des Entfernens des Beschichtungsmaterials in Stufe b). Durch Absaugen während des Entfernens können sowohl entstehende Dämpfe als auch Partikel und Trümmer der Beschichtung unmittelbar beseitigt werden und dadurch nicht in die Umgebung bzw. in die Umwelt gelangen. In one embodiment, during and / or after the removal of the coating material in b), the removed coating is sucked off or blown out. When removing a coating by means of laser beams, the coating is vaporized or blown off, whereby both processes can take place simultaneously. For coatings that are mainly removed by evaporation, a suction of the coating is possible. For coatings that are mainly blasted off, the remaining residues can be removed from the track by means of compressed air. Preferably, in one embodiment, suction of the removed coating material occurs during removal of the coating material in stage b). By sucking off during the removal, both the resulting vapors as well as particles and debris of the coating can be immediately removed and thereby not reach the environment or into the environment.
Die Erfindung umfasst auch ein Schienenelement hergestellt durch ein oben beschriebenes Verfahren, sowie eine Teleskopschiene, die wenigstens ein durch ein oben beschriebenes Verfahren hergestelltes Schienenelement aufweist. Die Teleskopschienen sind kugel- oder walzengelagerte Teleskopschienen. Derartige Teleskopschienen und Schienenelemente lassen sich in vielen Bereichen einsetzten, sie sind jedoch erfindungsgemäß besonders für ein Gargutträgersystem bzw. als Teil eines Gargutträgersystems in einem Ofen bzw. Backofen ausgelegt. Sie eignen sich jedoch auch mit Vorteil für den Einsatz in Kühlschränken und Tiefkühlschränken und anderen Geräten und in Möbeln. The invention also includes a rail member made by a method as described above, and a telescopic rail having at least one rail member made by a method as described above. The telescopic rails are ball-bearing or roller-mounted telescopic rails. Such telescopic rails and rail elements can be used in many areas, but they are designed according to the invention especially for a food support system or as part of a Gargutträgersystems in an oven or oven. However, they are also advantageous for use in refrigerators and freezers and other appliances and in furniture.
Eine erfindungsgemäße Teleskopschiene kann als Vollauszugsschiene oder Teilauszugsschiene mit Innen-, Außen- und gegebenenfalls einer oder mehreren Mittelschienen ausgebildet sein. Bei einer Teilauszugsschiene sind die Innenschiene und die Außenschiene zweckmäßigerweise als im Wesentlichen C-förmige Profile ausgebildet, wobei die Endabschnitte oder Schenkel des C-förmigen Profils der Außenschiene die Innenschiene umgreifen oder umgekehrt. A telescopic rail according to the invention can be designed as a full extension rail or partial extension rail with inner, outer and optionally one or more middle rails. In a partial extension rail, the inner rail and the outer rail are expediently designed as substantially C-shaped profiles, wherein the end portions or legs of the C-shaped profile of the outer rail engage around the inner rail or vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Figuren und Beispielen. Further advantages, features and design options of the present invention will become apparent from the figures and examples described below.
Figurencharacters
Es zeigen: Show it:
In einem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst Schienenelemente vollständig mit einer Beschichtung durch ein Beschichtungsmaterial versehen. Anschließend erfolgt die Entfernung des Beschichtungsmaterials von einer Laufbahn des Schienenelements. In
Die in
In
Bei beiden in
BeispieleExamples
Um die Laufeigenschaften und Temperaturbeständigkeit von mit einem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Schienenelementen zu untersuchen, wurde jeweils eine Teilauszugsschiene (Außen- und Innenschiene) mit unterschiedlichen Beschichtungen versehen und die Beschichtung der Laufbahnen der einzelnen Schienenelemente mit Laserstrahlen entfernt. Die Eigenschaften der so behandelten Schienenelemente bzw. daraus zusammengesetzten Teleskopschienen wurden mit denen einer unbeschichteten Teleskopschiene verglichen.In order to investigate the running properties and temperature resistance of rail elements treated by a method according to the invention, in each case a partial pull-out rail (outer and inner rail) was provided with different coatings and the coating of the raceways of the individual rail elements was removed with laser beams. The properties of the thus treated rail elements or telescopic rails composed thereof were compared with those of an uncoated telescopic rail.
Beispiel 1: Bearbeitung von Schienenelementen mit unterschiedlichen BeschichtungenExample 1: Machining of rail elements with different coatings
Die für die Versuche verwendeten Schienenelemente waren (a) mit einem lufttrocknenden, hochtemperaturbeständigen Lack auf Lösungsmittelbasis, (b) mit PTFE oder (c) mit Emaille beschichtet. Es erfolgte keine Vorbehandlung der Schienenelemente vor der Aufbringung der Lack- und Emaille-Beschichtungen und eine Vorbehandlung durch Sandstrahlen vor dem Aufbringen der Beschichtung mit PTFE. Die Schienenelemente der Teleskopschienen wurden einzeln beschichtet und anschließend die Beschichtung auf den Laufbahnen mit Laserstrahlen entfernt. Erst im Anschluss daran wurden die Teleskopschienen zusammengebaut.The rail elements used for the tests were (a) coated with an air-drying, high-temperature resistant solvent-based paint, (b) with PTFE or (c) with enamel. There was no pretreatment of the rail elements before applying the paint and enamel coatings and a pre-treatment by sandblasting before applying the coating with PTFE. The rail elements of the telescopic rails were individually coated and then removed the coating on the tracks with laser beams. Only then were the telescopic rails assembled.
Die Entfernung der Beschichtung auf den Laufflächen der Schienenelemente erfolgte für alle beschichteten Schienenelemente mit einem diodengepumpten Nd:YAG-Laser der Klasse 4 mit einer Systemleistung von 150 Watt bis 600 Watt, wobei Laserleistungen im Bereich von 150 bis 300 Watt eingestellt wurden. Es wurde ein gepulster Laser eingesetzt mit einer Pulsfrequenz im Bereich zwischen 10 und 50 kHz. Die auf der Laufbahn beschriebene Bahn des Lasers entsprach der in
Beispiel 2: Dauerlauftest und Überprüfung der TemperaturbeständigkeitExample 2: Endurance test and checking the temperature resistance
Um festzustellen, ob mit einer Teleskopschiene, die derart bearbeitete Schienenelemente aufweist, vergleichbare Laufeigenschaften wie mit nicht beschichteten Schienenelementen erreicht werden können, wurden die in Beispiel 1 erhaltenen Schienenelemente sowie eine Teleskopschiene mit Schienenelementen, bei der keine Beschichtung aufgebracht war, einem Dauerlauftest mit Hitzeeinwirkung unterzogen. Dazu wurde aus den wie oben beschrieben behandelten Schienenelementen jeweils eine Teilauszug-Teleskopschiene zusammengesetzt. Die zusammengesetzten Teleskopschienen wurden senkrecht zu ihrer Längserstreckung bzw. Laufrichtung mit 10 kg belastet und 8 Behandlungszyklen mit jeweils 10 Pyrolysevorgängen und jeweils 3000 Ein- und Ausfahrvorgängen unterworfen. Bei den Pyrolysevorgängen wurden die Teleskopschienen einer Temperatur von 500 °C ausgesetzt. Teleskopschienen, die mit PTFE beschichtete Schienenelemente aufwiesen, wurden einer Temperatur von nur 280 °C ausgesetzt. Die Ein- und Ausfahrvorgänge sind relative Bewegungen der Schienenelemente einer Teleskopschiene gegeneinander, wobei eine Teleskopschiene jeweils vollständig ausgezogen und wieder vollständig zusammengeschoben wurde. In order to determine whether comparable running properties can be achieved with a telescopic rail having such machined rail elements as with non-coated rail elements, the rail elements obtained in Example 1 and a telescopic rail with rail elements, in which no coating was applied, were subjected to an endurance test with heat , For this purpose, a partial extension telescopic rail was assembled from the rail elements treated as described above. The composite telescopic rails were loaded perpendicular to their longitudinal extent or running direction with 10 kg and 8 treatment cycles, each with 10 pyrolysis operations and each subjected to 3000 inputs and Ausfahrvorgängen. In the pyrolysis operations, the telescopic rails were exposed to a temperature of 500 ° C. Telescopic rails having PTFE coated rail elements were exposed to a temperature of only 280 ° C. The entry and exit processes are relative movements the rail elements of a telescopic rail against each other, wherein a telescopic rail was completely pulled out and completely pushed together again.
Es hat sich gezeigt, dass die Teleskopschienen, bei denen auf die Laufbahnen der Schienenelemente eine Beschichtung aufgebracht und anschließend mit Laserstrahlen entfernt worden war, sowohl vor als auch nach dem oben beschriebenen Test, zufriedenstellende Laufeigenschaften erzielten. It has been found that the telescopic rails, in which a coating has been applied to the tracks of the rail elements and subsequently removed with laser beams, achieved satisfactory running properties both before and after the test described above.
Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Die Angaben der Beurteilungen haben folgende Bedeutung:
- –
- deutliche Beeinträchtigung bei den Laufeigenschaften
- ±
- zufriedenstellende Laufeigenschaft
- +
- hervorragende Laufeigenschaft
- -
- significant impairment in the running properties
- ±
- satisfactory running characteristic
- +
- excellent runnability
Nach den oben beschriebenen Test wurden die Schienen auf äußerliche Veränderungen untersucht. Es hat sich dabei gezeigt, dass die Teleskopschienen nicht nur die für beschichtete Schienen übliche Pyrolysetauglichkeit aufweisen, sondern zusätzlich auch bei den von der Beschichtung teilweise befreiten Laufbahnen keine Verfärbung des Metalls bzw. der Metalllegierung auftritt, im Gegensatz zu der Teleskopschiene, bei der keine Beschichtung aufgebracht worden war. Es hat sich zudem gezeigt, dass sowohl das verbleibende Beschichtungsmaterial auf der Oberfläche der Laufbahnen als auch die Beschichtung an den Rändern der Laufbahnen bei den gewählten Temperaturen und Belastungen stabil sind und kein weiteres Abplatzen oder Abspringen der Beschichtung in diesen Bereichen erfolgt. After the test described above, the rails were examined for external changes. It has been shown that the telescopic rails not only have the usual pyrolysis for coated rails pyrolysis, but also no discoloration of the metal or the metal alloy occurs in the partially freed from the coating tracks, in contrast to the telescopic rail, in which no coating had been applied. It has also been shown that both the remaining coating material on the surface of the raceways and the coating at the edges of the raceways at the selected temperatures and loads are stable and no further flaking or jumping off of the coating in these areas.
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen, den Beispielen und den abhängigen Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen und die Betonung der Unabhängigkeit der einzelnen Merkmale voneinander wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet. For purposes of the original disclosure, it is to be understood that all such features as will become apparent to those skilled in the art from the present description, drawings, examples and dependent claims, even though they have been specifically described in connection with certain further features, both individually or in any combination with others of the features or feature groups disclosed herein are combinable, unless this has been expressly excluded or technical conditions make such combinations impossible or pointless. On the comprehensive, explicit representation of all conceivable combinations of features and the emphasis on the independence of the individual characteristics of each other is omitted here only for the sake of brevity and readability of the description.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und Beispielen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and examples and the foregoing description, such illustration and description is exemplary only and is not intended to limit the scope of the protection as defined by the claims. The invention is not limited to the disclosed embodiments.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- AISI 430 [0020] AISI 430 [0020]
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