DE102019111947A1

DE102019111947A1 - Verfahren zur Ermittlung eines die Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche eines Bauteils charakterisierenden Kennwerts

Info

Publication number: DE102019111947A1
Application number: DE102019111947.2A
Authority: DE
Inventors: Frank Danneberg; Patrick Woisetschlaeger; Andre Hoevelmeyer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Verfahren zur Ermittlung einer die Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche (2) eines Bauteils charakterisierenden Kennwerts, umfassend folgende Verfahrensschritte:- Anwenden einer Bearbeitungsvorschrift (3) zur Erzeugung eines Erfassungsdatensatzes (4) ausgehend von vermittels einer Erfassungseinrichtung (5) erfassten Messwerte betreffend die Struktur der Oberfläche (2) des Bauteils (1),- Anwenden einer Filtervorschrift (6) zur Erzeugung eines modifizierten Erfassungsdatensatzes (7), wobei die Messwerte des Erfassungsdatensatzes (4) oberhalb und/oder unterhalb eines Filterkriteriums in dem modifizierten Erfassungsdatensatz (7) abgeschwächt oder nicht angegeben werden,- Anwenden einer Summenvorschrift (8) zur Erzeugung eines Summenwerts (9) auf absolute Messwerte, insbesondere auf absolute Höhenwerte, des modifizierten Erfassungsdatensatzes (7) und- Anwenden einer Mittelwertvorschrift (10), insbesondere betreffend die Bildung eines arithmetischen Mittels, auf den Summenwert (9) zur Bildung eines die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche (2) des Bauteils (1) charakterisierenden Kennwerts (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines die Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche eines Bauteils charakterisierenden Kennwerts.
Entsprechende Verfahren zur Ermittlung eines die Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche eines Bauteils, charakterisierenden Kennwerts sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. Hierbei werden über optische und/oder taktile Erfassungssysteme die Unebenheit der Oberflächenhöhe ermittelt. Üblich ist beispielsweise die Ermittlung der mittleren Rauheit, welche den mittleren Abstand eines Messpunkts auf der zu beurteilten Oberfläche zu einer Mittellinie angibt. Hierbei schneidet die Mittellinie innerhalb der Bezugsstrecke das wirkliche Rauheitsprofil derart, dass die Summe der Profilabweichungen relativ zu der Mittellinie minimal ist. Das Ergebnis derartiger Rauheitsmessungen ist hierbei eine durchschnittliche Rauheit über den betrachteten Flächenabschnitt bzw. über die betrachtete Oberfläche. Derartige Rauheitsangaben sind jedoch für spezifische Anwendungen zu ungenau, da beispielsweise für Verbindungsformen mit mechanischer Verklammerung, der mittleren Rauheitswert keine hinreichende Bedingung zur Beurteilung der Verbindung bietet kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches insbesondere im Hinblick auf eine einfache und schnelle sowie kostengünstige Maßnahme die Beurteilung bzw. Ermittlung eines die Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche des Bauteils charakterisierenden Kennwerts welcher für eine spezifische Anwendungen eine hinreichenden Aussagekraft besitzt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Ermittlung eines die Oberflächenrauheit bzw. die Rauheit wenigstens einer Oberfläche eines Bauteils charakterisierenden Kennwerts gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines die Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche eines Prüfkörpers bzw. eines Bauteils charakterisierenden Kennwerts, umfassend den Verfahrensschritt: (a) Anwenden einer Bearbeitungsvorschrift zur Erzeugung eines Erfassungsdatensatzes ausgehend von vermittels einer Erfassungseinrichtung erfassten Messwerte betreffend die Struktur der Oberfläche des Bauteils. Das Verfahren zeichnet sich durch die weiteren Verfahrensschritte: (b) Anwenden einer Filtervorschrift zur Erzeugung eines modifizierten Erfassungsdatensatzes, wobei die Messwerte des Erfassungsdatensatzes oberhalb und/oder unterhalb eines Filterkriteriums in dem modifizierten Erfassungsdatensatz abgeschwächt oder nicht angegeben werden, (c) Anwenden einer Summenvorschrift zur Erzeugung eines Summenwerts auf absolute Messwerte, insbesondere auf absolute Höhenwerte, des modifizierten Erfassungsdatensatzes und (d) Anwenden einer Mittelwertvorschrift, insbesondere betreffend die Bildung eines arithmetischen Mittels, auf den Summenwert zur Bildung eines die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteils charakterisierenden Kennwerts.
Die Anwendung der Bearbeitungsvorschrift sieht dabei den Betrieb einer Erfassungseinrichtung vor, welche die Oberfläche des Bauteils erfasst und die damit gewonnenen Informationen als erfasste Messwerte betreffend die Struktur der Oberfläche des Bauteils bzw. als eine Vorstufe von Oberflächenrauheitswerten zur weiteren Verarbeitung bereitstellt, insbesondere an eine Rechnereinheit übermittelt. Hierbei kann beispielsweise die wenigstens eine Erfassungseinrichtung selbst eine definierte Lage und/oder Ausrichtung zu der zu erfassenden Oberfläche des Bauteils aufweisen und über ein Sensormittel z. B. die Abstände zwischen der Erfassungseinrichtung bzw. dem Sensormittel und zumindest vereinzelten, vorzugsweise zu einer Vielzahl an, Messorten der zu erfassenden Oberfläche des Bauteils als Messwerte ermitteln. Damit kann mit anderen Worten zumindest bereichsweise, z. B. punktuell, die Topographie bzw. die Oberflächenstruktur der zu erfassenden Oberfläche als, insbesondere in Form einer Punktwolke ermittelte, Messwerte ermittelt werden. Hierbei kann die Erfassungseinrichtung beispielsweise unter Einsatz eines variablen Fokus bzw. einer Fokusvariation die Messwerte ermitteln.
Durch die Anwendung der Filtervorschrift die dazu führt, dass Messwerte betreffend die Struktur der Oberfläche des Bauteils und/oder Teilwerte der Messwerte des Erfassungsdatensatzes anhand des vordefinierten Filterkriteriums in dem modifizierten Erfassungsdatensatz abgeschwächt oder nicht berücksichtigt sind, wird es erreicht, dass eine für bestimmte Anwendungsfälle aussagekräftige bzw. aussagekräftigere Kennzahl bzw. Kennwert für die Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche des Bauteils bereitgestellt werden kann. Die Oberflächenrauheit meint in diesem Zusammenhang eine Aussage über die Art und Beschaffenheit der Rauheit der Oberfläche und ist dabei insbesondere nicht auf ggf. genormtes Verfahren zur Bestimmung der Oberflächenrauheit beschränkt. Insbesondere in Fällen, in welchen es auf einen relativ hohen Grad einer geringfügigen Rauheit bzw. Mikrorauheit und gleichzeitig weniger auf einen hohen Grad an einer groben Rauheit bzw. Grobrauheit oder Welligkeit ankommt, kann das hierin beschriebene Verfahren vorteilhaft sein, da im Falle der Anwendung eines Hochpassfilters das Filterkriterium derart gesetzt sein kann, dass die grobe Rauheit bzw. die Welligkeit in dem gebildeten Kennwert unberücksichtigt bleibt oder eine schwächere Gewichtung erfährt.
Die Anwendung einer Summenvorschrift zur Erzeugung eines Summenwerts auf absolute Messwerte bzw. Oberflächenrauheitswerte des Erfassungsdatensatzes kann beispielsweise derart erfolgen, dass z. B. absolute Messwerte bzw. Oberflächenrauheitswerte, insbesondere aus ortsabhängigen Höhenwerten der erfassten und gefilterten Messwerte, gebildet und dann die absoluten Messwerte aufsummierten werden zur Bildung eines Summenwerts. Mit anderen Worten kann der Summenwert die Summe sämtlicher absoluter Höhenwerte zu einer Referenzlinie innerhalb des modifizierten Erfassungsdatensatzes darstellen. Die innerhalb der Summenvorschrift verwendeten Absolutwerte sind als absolute Beträge, d. h. als Abstand eines Wertes zu einem Nullwert bzw. zu einer Nulllinie, zu verstehen.
Im Zuge der Anwendung der Mittelwertvorschrift auf den Summenwert kann dieser durch die Mittelwertoperation, insbesondere durch die Bildung eines arithmetischen Mittels, zur Bildung eines Kennwerts der Oberflächenrauheit des Bauteils verwendet werden.
Mit anderen Worten kann das Verfahren beispielsweise derart erfolgen, dass in einem ersten Schritt ein Erfassen der Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche des Bauteils durch eine Erfassungseinrichtung zur Bildung eines Erfassungsdatensatzes bestehend aus wenigstens zwei Wertepaaren die zumindest eine Zuordnung eines Ortswertes zu einem Höhenwert relativ zu einem Referenzwert bzw. Referenzlinie angeben ausgeführt wird. Anschließend erfolgt ein Filtern des Erfassungsdatensatzes derart, dass die Oberflächenrauheit unterhalb und/oder oberhalb eines vordefinierten Frequenzwerts (Filterkriteriums) der Oberflächenrauheit abgeschwächt oder nicht in einem modifizierten bzw. bearbeiteten Erfassungsdatensatz bestehend aus Wertepaaren die zumindest eine Zuordnung modifizierter Ortswerte und/oder modifizierter Höhenwerten angeben wird. Danach kann in dem modifizierten Erfassungsdatensatz eine Höhenreferenzlinie definiert werden, die nicht zwingend dem Referenzwert bzw. der Referenzlinie entsprechen muss. Basierend auf dieser Höhenreferenzlinie in dem modifizierten Erfassungsdatensatz erfolgt die Bildung einer Summe aus den Absolutwerten der modifizierten bzw. bearbeiteten Höhenwerte relativ zu der Referenzlinie zur Bildung einer Höhenwertsumme (Summenwert). Ausgehend von der Höhenwertsumme erfolgt die Bildung eines Mittelwerts, insbesondere eines arithmetischen Mittelwerts, zur Bildung eines die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteils charakterisierenden Kennwerts.
Die Bildung des arithmetischen Mittels wird dadurch erreicht, dass der Quotient aus der Höhenwertsumme und der Anzahl der zu der Bildung der Höhenwertsumme zugeordneten Ortswerte gebildet wird. Optional oder zusätzlich zu einem arithmetischen Mittel könnte ein Median innerhalb der Mittelwertvorschrift zur Anwendung kommen.
Es ist möglich, dass ein Vergleich des die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteils charakterisierenden Kennwerts mit einem vordefinierten Soll-Kennwert der Oberflächenrauheit durch eine Rechnereinheit zur Bildung einer Qualitätsinformation und eine Ausgabe der Qualitätsinformation an einer Ausgabeeinheit erfolgt. Auf diese Weise kann einem, die Oberflächenrauheit für einen Folgeprozess zu berücksichtigenden, Produktionsmitarbeiter auf einfache und klare Weise angezeigt werden, ob die ermittelte Oberflächenrauheit der Anforderung zur Ausführung eines Folgeprozesses entspricht. Alternativ zu einem Folgeprozess kann die Ermittlung der Oberflächenrauheit auch als Qualitätskennzahl des Bauteils, insbesondere zu Dokumentationszwecken, berücksichtigt werden, sodass die Ausgabe der Ausgabeeinheit eine Qualitätsaussage im einfachsten Fall als Gut/Schlecht-Information ausgeben kann.
Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn zur Anwendung der Filtervorschrift ein Hochpassfilter eingesetzt wird, welcher eine langskalige Welligkeitsinformation des Erfassungsdatensatzes reduziert und/oder nicht in dem modifizierten Erfassungsdatensatz angibt bzw. berücksichtigt, so dass eine überwiegende und/oder ausschließlich kurzskalige Rauheitsinformation in dem modifizierten Erfassungsdatensatz verbleibt bzw. angegeben wird. Beispielsweise kann es für eine die Qualität bzw. Zuverlässigkeit einer Verbindung, insbesondere einer eine Beschichtung betreffende Verbindung, interessant sein, wenn eine Aussage über die kurzskaligen Rauheitsanteile, d. h. über die kleinen Rauheitsanteile bzw. kleinen Gestaltabweichungsanteile zu einer Grundform vorliegt, wobei gleichzeitig eine Information über langskalige Welligkeiten, d. h. über gröbere Gestaltabweichungen nicht oder kaum in die Aussage einfließt. Mit anderen Worten wird beispielsweise eine Aussage über eine geringkörnige Rauheit getroffen, welche nicht durch überlagerte grobkörnige Rauheitsanteile verfälscht wird. Die Schwellwerte bzw. das Filterkriterium für die Filtervorschrift, insbesondere für den Hochpassfilter können beispielsweise im Bereich von 40 bis 98 %, insbesondere im Bereich von 65 bis 98 %, besonders bevorzugt im Bereich von 85 bis 98 5 liegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden zur Bildung eines Erfassungsdatensatzes mindestens 30, vorzugsweise mindestens 150, besonders bevorzugt mindestens 400, höchst bevorzugt mindestens 550 Datensätze, insbesondere Wertepaare der Höhen- und Ortswerte, verwendet. Diese Anzahl an Datensätzen, insbesondere an Wertepaaren, kann beispielsweise innerhalb eines linienartigen Erfassungsbereichs von einer maximalen Länge von 30 cm, bevorzugt von maximal 25 cm, besonders bevorzugt von maximal 20 cm erfolgen.
Die Erfassungseinrichtung kann während des Erfassens der Bauteiloberfläche bewegt werden, bevorzugt erfolgt die Bewegung derart bewegt, dass über die Veränderung der Position- und/oder Ausrichtung der Erfassungseinrichtung eine Ortsinformation und über ein optisches oder taktil Erfassungsmittel der Erfassungseinrichtung die Höhenwerte bzw. die Höheninformation erfasst werden. Damit kann über die Erfassungseinrichtung der Höhenwert und ein diesem Höhenwert zugeordneter Ortswerte erfasst bzw. bestimmt werden, so dass durch die Erfassungseinrichtung ein Erfassungsdatensatz ausgebbar ist, welcher eine Vielzahl an aus einem Höhenwert und einem zugeordneten Ortswert bestehende Wertepaare umfasst.
Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn zu einem Bauteil wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens vier, besonders bevorzugt wenigstens sechs, Erfassungsdatensätze zu unterschiedlichen Oberflächenabschnitten wenigstens einer Oberfläche des Bauteils erfasst werden, wobei zu jedem der Erfassungsdatensätze ein Kennwert der jeweiligen Oberflächenabschnitte, insbesondere nach dem hierin beschriebenen Verfahren, erfasst bzw. gebildet wird, welche in einen die Oberflächenrauheit des Bauteils charakterisierenden Kennwert einfließen. Die Kennwerte der jeweiligen Oberflächenabschnitte können durch eine Mittelwertbildung zu einem die Oberflächenrauheit der Oberfläche des Bauteils charakterisierenden Kennwert führen. Dadurch, dass die Oberflächenrauheit der Oberfläche des Bauteils durch eine Mehrzahl an durch die Erfassungseinrichtung erfasste Oberflächenabschnitten gebildet wird, wird eine aussagekräftigere Information zur Beurteilung der Oberflächenrauheit der Oberfläche des Bauteils erlangt.
Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn ein Bauteil verwendet wird, dessen wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens vier, besonders bevorzugt wenigstens sechs unterschiedliche Oberflächenabschnitte eine ähnliche oder identische Form aufweisen, insbesondere eine geradlinige Form, aufweisen. Dadurch, dass die mehreren, in die Ermittlung der Oberflächenrauheit der Oberfläche des Bauteils einfließenden Oberflächenabschnitte gleichartig oder identisch ausgebildet sind, kann durch die Mittelwertbildung über die jeweiligen ermittelten Kennwerte der Oberflächenrauheit der Oberflächenabschnitte des Bauteils ein aussagekräftiger, die Oberflächenrauheit des Bauteils charakterisierender Kennwert abgeleitet werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das hierin beschriebene Verfahren für die Ermittlung der Oberflächenrauheit der Oberfläche eines Bauteils verwendet werden, dessen Oberfläche zumindest abschnittsweise eine zylindrische Form aufweist und die Oberflächenabschnitte jeweils eine geradlinige Form aufweisen, wobei wenigstens ein Oberflächenabschnitt, insbesondere sämtliche Oberflächenabschnitte, parallel zu einer Zylinderachse der Oberfläche des Bauteils ausgerichtet sind. Bevorzugt sind die Oberflächenabschnitte äquidistant auf der Oberfläche des Bauteils angeordnet. Die Zylinderachse entspricht der Mittellängsachse der zumindest abschnittsweise als Zylinder ausgebildeten Oberfläche des Bauteils. Beispielsweise ist die Oberfläche eine zylindrische, insbesondere eine kreiszylindrische, Oberfläche, wobei die Oberfläche eine Innenfläche bildet.
Das hierin beschriebene Verfahren ist alternativ auch anwendbar auf nicht ebene und/oder auf nicht äquidistant verteilte Strukturen. Beispielsweise kann vermittels des hierin beschriebenen Verfahrens eine Lackoberfläche und/oder eine für eine Verklebung vorgesehene Oberfläche hinsichtlich deren Oberflächenrauheit analysiert werden. Die Oberfläche des zu analysierenden Bauteils kann dabei beispielsweise zumindest einen Teilbereich einer Tür, einer Instrumententafel und/oder eines Dekorelements sein. Auch kann z. B. die zum Aufkleben eines Aufklebers vorgesehene Oberfläche eines Bauteils, beispielsweise eines Displays, mit den hierin beschriebenen Verfahren bzgl. deren Rauheit beurteilt werden. Allgemein ist die mit dem hierin beschriebenen Verfahren ermöglichte Rauheitscharakterisierung vorteilhaft bzw. besonders aussagekräftig im Fall, dass auf die analysierte Oberfläche in einem späteren Verfahrensschritt ein Element zumindest abschnittsweise mittels mechanischer Verklammerung angebracht wird, z. B. im Zuge einer Lackaufbringung und/oder einer Verklebung.
Mit anderen Worten kann die Oberfläche die Mantelfläche einer Bohrung bzw. einer Ausnehmung in einem Material bilden. In diesem Fall kann die Erfassungseinrichtung während eines Erfassungsprozesses zumindest temporär und/oder zumindest abschnittsweise in den Innenraum der zylindrischen, insbesondere der kreiszylindrischen, Mantelfläche der Bohrung bzw. der Ausnehmung eintauchen. Zum Beispiel ist die Ausnehmung in einem Kurbelgehäuse eines Motors als zumindest ein Bestandteil einer Zylinderlauffläche ausgebildet. Eine äquidistante Anordnung der zu erfassenden Oberflächenabschnitte kann z. B. durch deren Anordnung in einer um jeweils 60° (bei sechs Oberflächenabschnitten) verdrehten Anordnung innerhalb der Zylinderoberfläche gegeben sein. Eine geradlinige Form des Erfassungsbereichs bzw. des Oberflächenabschnitts meint auch eine die Form eines Rechtecks, wobei das Rechteck eine lange und eine schmale Seite aufweisen kann und die gerade Linie durch die Haupterstreckungsachse bzw. Haupterstreckungslinie des Rechtecks gebildet wird.
Die Erfassungseinrichtung kann während der Erfassung der Oberflächenrauheit zumindest abschnittsweise entlang und/oder parallel zu der zu erfassenden Oberfläche, insbesondere einer Haupterstreckungslinie der zu erfassenden Oberfläche, bewegt werden. Insbesondere kann sich die Erfassungseinrichtung parallel zu der Haupterstreckungsebene und/oder Haupterstreckungslinie der zu erfassenden Oberfläche bewegt werde. Die Bewegung der Erfassungseinrichtung kann automatisiert, z. B. unter Verwendung eines rechnergestützt angesteuerten Stellmotors linear und/oder rotatorisch erfolgen.
Die Erfassungseinrichtung kann wenigstens ein Erfassungsmittel umfassen, das berührend und/oder berührungslos die Oberflächenrauheit des Bauteils erfasst, insbesondere wird wenigstens ein optisches und/oder wenigstens ein taktiles Erfassungsmittel verwendet, das optisch und/oder taktil die Oberflächenrauheit des Bauteils erfasst. Ein taktil arbeitendes Erfassungsmittel kann z. B. ein Fühlerelement umfassen, das berührend mit der zu erfassenden Oberfläche diese „abtastet“, um auf diese Weise zumindest die Höhenwertinformationen zu erfassen.
Ein optisches Erfassungsmittel kann beispielsweise als ein, ein optoelektronisches Sensorelement aufweisender optischer Messaufnehmer ausgebildet sein. Zum Beispiel ist das Erfassungsmittels als, insbesondere digitale, Kamera ausgebildet, wobei die Kamera die zu erfassende Oberfläche mit Hilfe eines optischen Elementes abtastet und die Werte, vorzugsweise digital, ausgibt.
Gemäß einer weiteren optionalen und vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Oberfläche des Bauteils eine mehrere Zähne aufweisende mit Zahnhauptbereichen, Zahnseitenbereichen und Zahnzwischenbereichen versehene Zahnprofilstruktur, wobei zur Bildung des die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteils charakterisierenden Kennwerts, insbesondere ausschließlich, die erfassten Messwerte bzw. Oberflächenrauheitswerte der Zahnhauptbereiche und/oder der Zahnzwischenbereiche verwendet werden. Die Zahnhauptbereiche bilden mit anderen Worten ein Plateau bzw. einen höhergelegenen Niveaubereich, die Zahnzwischenbereiche bilden einen Talbereich bzw. einen niedrigeren Niveaubereich und die Zahnseitenbereiche bilden die seitlich zu dem Plateau liegenden Verbindungsbereiche zwischen den Zahnhauptbereichen und dem Zahnzwischenbereich. Mit anderen Worten weist die Zahnprofilstruktur eine Zinnenprofilstruktur bzw. Zinnenkranzstruktur auf, wobei sich zwischen zwei Zinnen eine Luke bzw. ein Zinnenzwischenraum befindet. Die einzelnen Zahnhauptbereiche können derart ausgebildet sein, dass diese Hinterschneidungen aufweisen, z. B. können die Zahnhauptbereiche mit den Zahnseitenbereichen die Form eines Schwalbenschwanzes bzw. eines Trapezes ausbilden, wobei die lange Seite des Trapezes an der dem Zahnzwischenbereich abgewandten Seite bzw. an den Zahnhauptbereichen angeordnet oder ausgebildet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass beispielsweise die Messwerte bzw. Oberflächenrauheitswerte der Zahnseitenbereiche und/oder der Zahnzwischenbereiche nicht erfasst und/oder nicht für die Erzeugung des Erfassungsdatensatzes und/oder des modifizierten Erfassungsdatensatzes berücksichtigt werden. Beispielsweise kann für eine auf die Oberfläche des Bauteils aufzubringende Beschichtung bzw. Materialschicht die Oberflächenrauheit an den Zahnhauptbereichen einen entscheidenderen Einfluss auf die Festigkeit bzw. auf die Abzugsfestigkeit der Beschichtung haben, zumindest können die Zahnhauptbereiche bzw. deren Oberflächenrauheit einen größeren Einfluss haben, als Kontaktstellen im Bereich der Zahnzwischenbereiche und/oder der Zahnseitenbereiche.
Es ist möglich, eine Erfassungseinrichtung zu verwenden, die wenigstens zwei optische Erfassungsmittel umfasst, wobei jedes Erfassungsmittel anhand einer Erfassungslinie bzw. entlang einer Erfassungslinie die Oberfläche erfasst und die Erfassungslinien jeweils einen Winkel von 10° bis 80°, bevorzugt von 25° bis 75°, besonders bevorzugt von 35° bis 55°, höchst bevorzugt von 40° bis 50° zu einer Haupterstreckungslinie der zu erfassenden Oberfläche bzw. zu einer Haupterstreckungsebene bzw. Haupterstreckungslinie der zu erfassenden Oberfläche des Bauteils einschließen. Die Erfassungslinie kann dabei die Winkelhalbierende eines winklig ausgesendeten Erfassungsabschnitts der Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Oberflächenrauheit der Oberfläche des Bauteils bilden. Dadurch, dass die Erfassungsmittel derart schräggestellt sind, wird erreicht, dass die Erfassungslinie zumindest abschnittsweise in Bereiche von etwaigen mit Hinterschneidungen versehenen Oberflächenbereichen gelangen und entsprechend auch diese Bereiche erfassen kann.
Auch kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass vor dem Erfassen der Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche des Bauteils durch eine Erfassungseinrichtung die wenigstens eine Oberfläche in einem Prozessschritt zumindest abschnittsweise aufgeraut und/oder zumindest abschnittsweise eine Rillenprofilstruktur bzw. eine Zahnprofilstruktur (Zinnenprofilstruktur) eingearbeitet wird, insbesondere erfolgt dieser Prozessschritt unter Verwendung eines spanabhebenden Werkzeugs. Mittels einer derartigen Vorbearbeitung der Oberfläche des Bauteils kann eine Verbindung mit einer auf diese Oberfläche später aufzubringende Beschichtung, insbesondere eine mechanische Verklammerung, begünstigt werden. Wesentlich kann bei einer mechanischen Verklammerung sein, dass zwischen der Beschichtung und dem Bauteil bzw. dem Substrat ein ausreichend hohes Niveau der Schichthaftung erreicht wird. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn eine möglichst gleichmäßige Oberflächenstruktur vorbestimmter Geometrie, d. h. eine gewisse Rauheit innerhalb eines Skalierungsbereichs vorliegt, damit sich die Schicht über die gesamte zu beschichtende Oberfläche gleichmäßig mechanisch verzahnt. Der vorgelagerte Prozessschritt kann z. B. ein spanabhebendes Verfahren umfassen, genauer benennen.
Neben dem Verfahren zur Erfassung der Oberflächenrauheit der Oberfläche eines Bauteils betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Beschichten wenigstens einer Oberfläche eines Bauteils mit einem Beschichtungsmaterial zur Bildung einer Beschichtung, wobei die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden: (a) Ausführen eines hierin beschriebenen Verfahrens zur Ermittlung einer Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche eines Bauteils, (b) Beschichten der wenigstens einen Oberfläche des Bauteils mit einem Beschichtungsmaterial zur Bildung einer Beschichtung. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass vor einem beabsichtigten Beschichten der Oberfläche eine Beurteilung der ermittelten Oberflächenrauheit ausgeführt wird, insbesondere kann der gebildete, die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteils charakterisierende Kennwert mit einem Soll-Kennwert verglichen werden und abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs kann eine Beschichtung der Oberfläche ausgeführt werden oder unterbunden werden, zumindest so lange, bis beispielsweise durch einen Nachbesserungsbearbeitungsschritt die Oberfläche derart bearbeitet wird, dass nach einer erneuten Beurteilung bzw. einem erneuten Vergleich eines aktualisierten, die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteils charakterisierenden Kennwerts mit einem Soll-Kennwert eine für den Beschichtungsprozess hinreichende Rauheitseigenschaft vorliegt. Mit anderen Worten wird abhängig von dem, die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteils charakterisierenden Kennwert aus dem Ermittlungsverfahren der zweite Schritt des Beschichtens ausgeführt oder, insbesondere zunächst, nicht.
Für die Beschichtung kann z. B. ein Beschichtungsmaterial aus Kunststoff, Metalllegierungen, Lacken und/oder Kohlenstoff verwendet werden. Eine derartige Beschichtung kann z. B. auf die Oberfläche, welche vorzugsweise zumindest abschnittsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium, bestehenden Bauteil aufgebracht werden. Beispielsweise kann das Bauteil ein aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder Stahl, gefertigtes Kurbelgehäuse sein, wobei die Zylinderlaufflächen bzw. die Brennräume als zylindrische Bohrungen bzw. Ausnehmungen des Kurbelgehäuses ausgebildet sind und die Oberflächen bzw. die Mantelflächen dieser Bohrungen bzw. Ausnehmungen mit einer Beschichtung, insbesondere mit einer Eisen-Kohlenstoff-Beschichtung versehen werden. Eine derartige Beschichtung kann insbesondere durch eine mechanische Verklammerung an der Oberfläche bzw. an der Mantelfläche der Ausnehmungen des Kurbelgehäuses verbunden sein.
Das Beschichtungsmaterial kann z. B. in einem adhäsiven, in einem thermischen, in einem elektrolytischen, in einem aufdampfenden und/oder in einem chemischen Beschichtungsverfahren aufgebracht werden, insbesondere wird das Beschichtungsmaterial in einem Verfahren des thermischen Spritzens aufgebracht. Das thermische Spritzen kann beispielsweise durch Flammspritzen, Plasmaspritzen und/oder Lichtbogenspritzen erfolgen. Hierbei wird Pulver und/oder Drahtpartikel mit hoher thermischer und kinetischer Energie auf die Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils geschleudert bzw. gespritzt und bildet dort nach der Temperaturabführung die gewünschte Beschichtung.
Es kann sich als Vorteilhaft erweisen, wenn nach der Beschichtung der wenigstens einen Oberfläche des Bauteils an der gebildeten Beschichtung zumindest abschnittsweise eine chemische und/oder mechanische Oberflächenbearbeitung ausgeführt wird, vorzugsweise erfolgt eine vermittels eines Werkzeugs ausgeführte mechanisch trennende und/oder umformende Oberflächenbearbeitung, besonders bevorzugt wird die Beschichtung zumindest abschnittsweise gehont. Durch eine derartige Nachbearbeitung der aufgebrachten Schicht kann eine definierte Oberfläche an der auf dem Bauteil aufgebrachten Beschichtung erreicht werden. Insbesondere durch die hierin beschriebene Ermittlung des die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche des Bauteils charakterisierenden Kennwerts kann eine hinreichend feste Verbindung der Beschichtung an dem Bauteil gewährleistete werden, welche auch der mechanischen Beanspruchung durch eines Nachbearbeitungsprozesses der auf die Beschichtung einwirkt, standhält. Mit anderen Worten kann dadurch, dass eine Qualitätsaussage zu der Oberflächenrauheit der Oberfläche des Bauteils getroffen werden kann, die Verbindungsqualität der Beschichtung mit dem Bauteil beurteilt werden, so dass diese Beschichtung einer späteren Nachbearbeitung oder auch während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Bauteils (z. B. als Zylinderlauffläche einer Verbrennungskraftmaschine) ein gewünschtes Verhalten zeigt, insbesondere wird ein Lösen der Verbindung der Beschichtung mit dem Bauteil unterbunden.
Neben dem Verfahren zur Erfassung der Oberflächenrauheit der Oberfläche des Bauteils und dem Verfahren zum Beschichten wenigstens einer Oberfläche eines Bauteils betrifft die Erfindung auch ein Bauteil, insbesondere Kraftfahrzeugbauteil, hergestellt in einem hierin beschriebenen Verfahren. Das Kraftfahrzeugbauteil kann z. B. ein Motorenbauteil sein, insbesondere zumindest teilweise ein Kurbelgehäuse betreffen.
Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung der Oberflächenrauheit der Oberfläche des Bauteils sind auf erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten wenigstens einer Oberfläche eines Bauteils übertragbar bzw. anzuwenden. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale der erfindungsgemäßen Verfahren sind auf das erfindungsgemäße Bauteil übertragbar bzw. anzuwenden.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine Prinzipdarstellung einer Oberfläche eines Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine Prinzipdarstellung eines als Zylinderbohrung eines Kurbelgehäuses ausgebildeten Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine Prinzipdarstellung einer mit einer Beschichtung versehenen Oberfläche eines Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 eine schematisches Blockschaltbild beschreibend ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 ein schematisches Blockschaltbild beschreibend ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel.

1 zeigt die Oberfläche 2 eines Bauteils 1 dessen Oberflächenrauheit ermittelt werden soll, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst. Zunächst erfolgt ein Anwenden einer Bearbeitungsvorschrift 3 zur Erzeugung eines Erfassungsdatensatzes 4 ausgehend von vermittels einer Erfassungseinrichtung 5 erfassten Messwerte betreffend die Struktur der Oberfläche 2 des Bauteils 1. Nachfolgend wird eine Filtervorschrift 6 zur Erzeugung eines modifizierten Erfassungsdatensatzes 7 angewendet (vgl. 4), wobei die Messwerte des Erfassungsdatensatzes 4 oberhalb und/oder unterhalb eines Filterkriteriums in dem modifizierten Erfassungsdatensatz 7 abgeschwächt oder nicht angegeben werden. Anschließend erfolgt die Anwendung einer Summenvorschrift 8 zur Erzeugung eines Summenwerts 9 auf absolute Messwerte, insbesondere auf absolute Höhenwerte, des modifizierten Erfassungsdatensatzes 7. Auf den Summenwert 9 wird eine Mittelwertvorschrift 10 angewendet, insbesondere betrifft die Mittelwertvorschrift 10 die Bildung eines arithmetischen Mittels, zur Bildung eines die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche 2 des Bauteils 1 charakterisierenden Kennwerts 11.
Gemäß 5 kann das Verfahren weitere, jeweils für sich optional zu verstehende, Verfahrensschritte umfassen. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Vergleich 12 des die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche 2 des Bauteils 1 charakterisierenden Kennwerts 11 mit einem vordefinierten Soll-Kennwert der Oberflächenrauheit durch eine Rechnereinheit (nicht dargestellt) ausführbar ist und das Ergebnis des Vergleichs als Qualitätsinformation 13 an einer Ausgabeeinheit (nicht dargestellt) ausgebbar ist bzw. ausgegeben wird. Die Qualitätsinformation 13 kann abhängig davon, ob der die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche 2 des Bauteils 1 charakterisierende Kennwert 11 oberhalb und/oder unterhalb des vordefinierten Soll-Kennwerts der Oberflächenrauheit liegt, als Gut/Schlecht-Information ausgegeben werden. Auch kann die Ausgabeeinheit zusätzlich oder optional als Signalerzeugungseinheit ausgebildet sein, welche abhängig davon, ob der Kennwert 11 oberhalb und/oder unterhalb des vordefinierten Soll-Kennwerts liegt, eine entsprechende Steuerungsinformation an ein zu steuerndes Mittel (nicht dargestellt), insbesondere an einen Aktor, weitergibt.
Zur Anwendung der Filtervorschrift 6 kann beispielsweise ein Hochpassfilter eingesetzt werden, welcher eine langskalige Welligkeitsinformation des Erfassungsdatensatzes 4 reduziert und/oder nicht in dem modifizierten Erfassungsdatensatz 7 angibt, so dass eine überwiegende und/oder ausschließliche kurzskalige Rauheitsinformation in dem modifizierten Erfassungsdatensatz 7 verbleibt.
Zu einem Bauteil 1 können wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens vier, besonders bevorzugt wenigstens sechs, Erfassungsdatensätze 4 zu unterschiedlichen Oberflächenabschnitten 14, 14' wenigstens einer Oberfläche 2 des Bauteils 1 erfasst werden, wobei zu jedem der Erfassungsdatensätze 4 ein oberflächenabschnittsspezifischer Kennwert der jeweiligen Oberflächenabschnitte 14, 14' gebildet wird, welche in einen die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche 2 des Bauteils 1 charakterisierenden Kennwert 11 einfließen, insbesondere wird durch eine Mittelwertbildung der oberflächenabschnittsspezifischen Kennwerte der jeweiligen Oberflächenabschnitte 14, 14' ein die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche 2 des Bauteils 1 charakterisierender Kennwert 11 gebildet.
In den 1 bis 3 sind ist die Struktur der zu erfassenden wenigstens einen Oberfläche 2 des Bauteils 1 und deren Rauheit erkennbar. Die Oberfläche 2 des Bauteils 1 weist hierbei eine mehrere Zähne 15, 15', 15" aufweisende Zahnprofilstruktur 19, wobei ein Zahn 15, 15', 15" einen Zahnhauptbereichen 16 (Plateau) und zwei Zahnseitenbereiche 17, 17' aufweist, wobei zwei Zähne 15, 15', 15" über einen Zahnzwischenbereichen 18 (Talbereich) miteinander verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden zur Bildung des die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche 2 des Bauteils 1 charakterisierenden Kennwerts 11, insbesondere ausschließlich, die Messwerte betreffend die Struktur der Oberfläche 2 der Zahnhauptbereiche 16 und/oder der Zahnzwischenbereiche 18 verwendet.
Gemäß der Ausführungsform gemäß 2 kann die Oberfläche 2 des Bauteils 1 zumindest abschnittsweise eine zylindrische Form aufweisen und die Oberflächenabschnitte 14, 14' jeweils eine geradlinige Form aufweisen, wobei wenigstens ein Oberflächenabschnitt 14, 14', insbesondere sämtliche Oberflächenabschnitte 14, 14', parallel zu einer Zylinderachse 20 der zylindrischen Oberfläche 2 des Bauteils 1 ausgerichtet sind. Vorzugsweise sind die Oberflächenabschnitte 14, 14' äquidistant auf der Oberfläche des Bauteils 1 angeordnet. In 2 ist ein schematischer Vollschnitt in der Ebene der Zylinderachse 20 einer zylindrischen Ausnehmung des Bauteils 1 gezeigt. Die Zylinderachse 20 bildet die Mittellängsachse der zylindrischen Ausnehmung. Die Oberflächenabschnitte 14, 14' sind beispielsweise als gerade Linien dargestellt, die sich in der Ebene der Zahnhauptbereiche 16 über mehrere Zähne 15, 15', 15" der Zahnprofilstruktur 19 hinweg erstrecken.
Die Erfassungseinrichtung 5 kann beispielsweise wenigstens ein, insbesondere zwei oder mehr, Erfassungsmittel 21, 21' umfassen, das bzw. die berührend und/oder berührungslos die Oberflächenrauheit des Bauteils 1 erfasst bzw. erfassen. Insbesondere wird ein optisches und/oder ein taktiles Erfassungsmittel 21, 21' verwendet, das optisch und/oder taktil die Oberflächenrauheit des Bauteils 1 erfasst. Unter der Erfassung der Oberflächenrauheit ist gemeint, dass das Erfassungsmittel zumindest Messwerte ermittelt, welche z. B. als Basis zur Charakterisierung und/oder Bestimmung der Oberflächenrauheit herangezogen werden können. Die Erfassungsmittel 21, 21' können, insbesondere über automatisiert angesteuerte Stellmotoren (nicht dargestellt), linear und/oder rotatorisch bewegbar sein. Beispielsweise sind die in 2 gezeigten Erfassungsmittel 21, 21' entlang der Zylinderachse 20 linear bewegbar und drehbar, so dass die Erfassungsmittel 21, 21' mit deren Erfassungsbereichen sowohl axial, als auch sich um die Zylinderachse 20 drehend bewegen können.
Die dargestellte Erfassungseinrichtung 5 weist beispielsweise wenigstens zwei optische Erfassungsmittel 21, 21' auf, wobei jedes Erfassungsmittel 21, 21' anhand einer Erfassungslinie 22, 22' die Oberfläche 2 erfasst und die Erfassungslinien 22, 22' jeweils einen Winkel α, α' von 10° bis 80°, bevorzugt von 25° bis 75°, besonders bevorzugt von 35° bis 55°, höchst bevorzugt von 40° bis 50° zu einer Haupterstreckungslinie 23 der zu erfassenden Oberfläche 2 des Bauteils 1 einschließen. Vorzugsweise sind der Winkel α, α' der Erfassungsmittel 21, 21' bzw. der Erfassungslinien 22, 22', insbesondere automatisiert und/oder rechnergestützt, verstellbar. Durch einen derartig winkligen Einfall der Erfassungslinie 22, 22' auf die Oberfläche 2 des Bauteils 1 kann erreicht werden, dass die Erfassung der Oberfläche 2 sich auch in Hinterschneidungen erstreckt. Insbesondere die Zahnhauptbereiche 16 können sich zumindest abschnittsweise über die Zahnzwischenbereiche 18 hinweg erstrecken und damit Hinterschneidungen bilden. Durch den schrägen Einfall der Erfassungslinie 22, 22' kann eine Erfassung der Zahnzwischenbereiche auch hinter etwaige Hinterschneidungen erfolgen. Die Haupterstreckungslinie 23 kann z. B. eine die Haupterstreckung der Plateaubereiche bzw. der Zahnhauptbereiche 16 umfassende, insbesondere gerade Linie sein. Insbesondere kann die Haupterstreckungslinie 23 einen linienförmigen Oberflächenabschnitt 14, 14' bilden.
Die Zahnprofilstruktur 19 und/oder eine sonstige die Oberfläche 2 aufrauende Maßnahme kann z. B. vor dem Erfassen der Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche 2 des Bauteils 1 durch die Erfassungseinrichtung 5 in die Oberfläche 2 des Bauteils 1 eingebracht werden. Beispielsweise erfolgt hierzu ein der Bearbeitungsvorschrift 3 bzw. der Erfassung durch die Erfassungseinrichtung 5 vorgelagerter Bearbeitungsprozessschritt 24, der insbesondere in einem umformenden und/oder spanenden Verfahren die Zahnprofilstruktur 19 und/oder eine oberflächenaufrauende Maßnahme ausführt.
Gemäß 5 kann das Verfahren ein Beschichten wenigstens einer Oberfläche 2 eines Bauteils 1 mit einem Beschichtungsmaterial zur Bildung einer Beschichtung 25 umfassen, wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein hierin beschriebenes Verfahren zur Ermittlung einer Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche 2 eines Bauteils 1 angewendet bzw. ausgeführt wird und in einem zweiten Verfahrensschritt ein Beschichten der wenigstens einen Oberfläche 2 des Bauteils 1 mit einem Beschichtungsmaterial zur Bildung einer Beschichtung 25 aufgebracht wird. Abhängig von dem Kennwert 11 bzw. Abhängig von dem Vergleich 12 des Kennwerts 11 mit einem Soll-Kennwert, kann die Oberfläche 2 des Bauteils 1 als gut befunden werden, so dass in einem Beschichtungsverfahren 26 die Materialschicht aufgebracht wird und ein beschichtetes Bauteil 1 gebildet wird. Sofern der Vergleich 12 bzw. die Qualitätsinformation 13 negativ ausfallen sollte, d. h. sofern die Oberfläche 2 des Bauteils 1 als schlecht, d. h. als den Soll-Kennwert über- oder unterschreitend evaluiert wird, kann die Oberfläche 2 des Bauteils 1 einem Nachbesserungsprozess 27 unterzogen werden und vorzugsweise sodann wieder einer erneuten Bearbeitungsvorschrift 3 bzw. einem Erfassungsprozess unterzogen werden, insbesondere mit einem Nachlauf der übrigen Verfahrensschritte. Auf diese Weise kann durch den Prozess zur Ermittlung der Oberflächenrauheit sichergestellt werden, dass eine Beschichtung 25 die z. B. unter Verwendung einer mechanischen Verklammerung an dem Bauteil anhaftet, auf Grund der gleichmäßig rauen Oberflächenstruktur vorbestimmter Geometrie die Beschichtung 25 hinreichend fest durch eine gleichmäßige mechanische Verzahnung anhaftet bzw. verbunden ist.
Für die Beschichtung 25 kann ein Beschichtungsmaterial aus Kunststoff, Metalllegierung und/oder Kohlenstoff verwendet werden. Das Beschichtungsmaterial kann in einem adhäsiven, einem thermischen, einem elektrolytischen, in einem aufdampfenden und/oder einem chemischen Beschichtungsverfahren 26 aufgebracht werden, insbesondere wird das Beschichtungsmaterial in einem Verfahren des thermischen Spritzens aufgebracht.
Nachdem das Bauteil 1 oberflächlich mit einer Beschichtung 25 versehen wurde, kann an der gebildeten Beschichtung 25 der wenigstens einen Oberfläche 2 des beschichteten Bauteils 1 zumindest abschnittsweise eine chemische und/oder mechanische Oberflächenbearbeitung 28 ausgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt eine vermittels eines Werkzeugs (nicht dargestellt) ausgeführte mechanisch trennende und/oder umformende Oberflächenbearbeitung 28, beispielsweise wird die Beschichtung 25 zumindest abschnittsweise gehont, so dass eine gehonte Oberfläche 29 an der Beschichtung 25 gebildet wird. Diese Oberfläche 29 kann z. B. als Zylinderlauffläche einer Verbrennungskraftmaschine verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Bauteil
2: Oberfläche von 1
3: Bearbeitungsvorschrift
4: Erfassungsdatensatz
5: Erfassungseinrichtung
6: Filtervorschrift
7: modifizierter Erfassungsdatensatz
8: Summenvorschrift
9: Summenwert
10: Mittelwertvorschrift
11: Kennwert
12: Vergleich
13: Qualitätsinformation
14, 14': Oberflächenabschnitt
15, 15', 15": Zahn
16: Zahnhauptbereich
17, 17': Zahnseitenbereich
18: Zahnzwischenbereich
19: Zahnprofilstruktur
20: Zylinderachse
21, 21': Erfassungsmittel
22, 22': Erfassungslinie
23: Haupterstreckungslinie
24: Bearbeitungsprozessschritt
25: Beschichtung
26: Beschichtungsprozess
27: Nachbesserungsprozess
28: Oberflächenbearbeitung
29: Oberfläche von 25
α, α': Winkel zw. 22, 22' und 23

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines die Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche (2) eines Bauteils charakterisierenden Kennwerts, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Anwenden einer Bearbeitungsvorschrift (3) zur Erzeugung eines Erfassungsdatensatzes (4) ausgehend von vermittels einer Erfassungseinrichtung (5) erfassten Messwerten betreffend die Struktur der Oberfläche (2) des Bauteils (1), gekennzeichnet durch - Anwenden einer Filtervorschrift (6) zur Erzeugung eines modifizierten Erfassungsdatensatzes (7), wobei die Messwerte des Erfassungsdatensatzes (4) oberhalb und/oder unterhalb eines Filterkriteriums in dem modifizierten Erfassungsdatensatz (7) abgeschwächt oder nicht angegeben werden, - Anwenden einer Summenvorschrift (8) zur Erzeugung eines Summenwerts (9) auf absolute Messwerte, insbesondere auf absolute Höhenwerte, des modifizierten Erfassungsdatensatzes (7) und - Anwenden einer Mittelwertvorschrift (10), insbesondere betreffend die Bildung eines arithmetischen Mittels, auf den Summenwert (9) zur Bildung eines die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche (2) des Bauteils (1) charakterisierenden Kennwerts (11).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Vergleich des die Oberflächenrauheit der wenigstens einen Oberfläche (2) des Bauteils (1) charakterisierenden Kennwerts (11) mit einem vordefinierten Soll-Kennwert durch eine Rechnereinheit zur Bildung einer Qualitätsinformation und Ausgabe der Qualitätsinformation an einer Ausgabeeinheit.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anwendung der Filtervorschrift (6) ein Hochpassfilter eingesetzt wird, welcher eine langskalige Welligkeitsinformation des Erfassungsdatensatzes (4) reduziert und/oder nicht in dem modifizierten Erfassungsdatensatz (7) angibt, so dass eine überwiegende oder ausschließliche kurzskalige Rauheitsinformation in dem modifizierten Erfassungsdatensatz (7) verbleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem Bauteil (1) wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens vier, besonders bevorzugt wenigstens sechs, Erfassungsdatensätze (6) zu unterschiedlichen Oberflächenabschnitten (14, 14') wenigstens einer Oberfläche (2) des Bauteils (1) erfasst werden, wobei zu jedem der Erfassungsdatensätze (6) ein Kennwert der jeweiligen Oberflächenabschnitte (14, 14') gebildet wird, welche in einen die Oberflächenrauheit des Bauteils (1) charakterisierenden Kennwert (11) einfließen, insbesondere wird durch eine Mittelwertbildung der Kennwerte der jeweiligen Oberflächenabschnitte (14, 14') ein die Oberflächenrauheit der Oberfläche (2) des Bauteils (1) charakterisierender Kennwert (11) gebildet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil (1) verwendet wird, dessen Oberfläche (2) zumindest abschnittsweise eine zylindrische Form aufweist und die Oberflächenabschnitte (14, 14') jeweils eine geradlinige Form aufweisen, wobei wenigstens ein Oberflächenabschnitt (14, 14'), insbesondere sämtliche Oberflächenabschnitte (14, 14'), parallel zu einer Zylinderachse (20) der Oberfläche (2) des Bauteils (1) ausgerichtet sind, vorzugsweise sind die Oberflächenabschnitte (14, 14') zumindest abschnittsweise äquidistant auf der Oberfläche (2) des Bauteils (1) angeordnet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungseinrichtung (5) verwendet wird, die wenigstens ein Erfassungsmittel (21, 21') umfasst, das berührend und/oder berührungslos die Oberflächenrauheit des Bauteils (1) erfasst, insbesondere wird ein optisches und/oder ein taktiles Erfassungsmittel (21, 21') verwendet, das optisch und/oder taktil die Oberflächenrauheit des Bauteils (1) erfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungseinrichtung (5) verwendet wird, die wenigstens zwei optische Erfassungsmittel (21, 21') umfasst, wobei jedes Erfassungsmittel (21, 21') anhand einer Erfassungslinie (22, 22') die Oberfläche (2) erfasst und die Erfassungslinien (22, 22') jeweils einen Winkel (α, α') von 10° bis 80°, bevorzugt von 25° bis 75°, besonders bevorzugt von 35° bis 55°, höchst bevorzugt von 40° bis 50° zu einer Haupterstreckungslinie (23) der zu erfassenden Oberfläche (2) einschließen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (2) des Bauteils (1) eine mehrere Zähne (15, 15', 15") aufweisende mit Zahnhauptbereichen (16), Zahnseitenbereichen (17, 17') und Zahnzwischenbereichen (18) versehene Zahnprofilstruktur (19) aufweist, wobei zur Bildung des die Oberflächenrauheit des Bauteils (1) charakterisierenden Kennwerts (11) der Oberflächenrauheit des Bauteils (1), insbesondere ausschließlich, die Messwerte betreffend die Struktur der Oberfläche der Zahnhauptbereiche (16) und/oder der Zahnzwischenbereiche (17, 17') verwendet werden.
Verfahren zum Beschichten wenigstens einer Oberfläche (2) eines Bauteils (1) mit einem Beschichtungsmaterial zur Bildung einer Beschichtung (25) gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: - Ausführen eines Verfahrens zur Ermittlung einer die Oberflächenrauheit wenigstens einer Oberfläche (2) eines Bauteils (1) charakterisierenden Kennwerts (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - Beschichten der wenigstens einen Oberfläche (2) des Bauteils (1) mit einem Beschichtungsmaterial zur Bildung einer Beschichtung (25).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Beschichtung (25) ein Beschichtungsmaterial aus Kunststoff, Metalllegierung und/oder Kohlenstoff verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial in einem adhäsiven, einem thermischen, einem elektrolytischen, in einem aufdampfenden und/oder einem chemischen Beschichtungsverfahren aufgebracht wird, insbesondere wird das Beschichtungsmaterial in einem Verfahren des thermischen Spritzens aufgebracht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Beschichten der wenigstens einen Oberfläche (2) des Bauteils (1) an der gebildeten Beschichtung (25) zumindest abschnittsweise eine chemische und/oder mechanische Oberflächenbearbeitung (27) ausgeführt wird, vorzugsweise erfolgt eine vermittels eines Werkzeugs ausgeführte mechanisch trennende und/oder umformende Oberflächenbearbeitung (27), besonders bevorzugt wird die Beschichtung (25) zumindest abschnittsweise gehont.
Bauteil (1), insbesondere Kraftfahrzeugbauteil, hergestellt in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12.