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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verlängerung der Lebensdauer eines Produkts, beispielsweise einer Komponente einer Maschine, die im Gebrauch einer Hertz'schen Kontaktspannung, d.h. einer Hertz'schen Kontaktspannung oder, wenn Schmiermittel enthalten ist, einer pseudo-Hertz'schen Kontaktspannung, unterworfen ist und die eine Metalloberfläche aufweist, die zumindest eine Einkerbung umfasst.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Einkerbungen in Produkten, wie z. B. Laufbahnen von Wälzlagern und Wälzkörpern, sind bekanntlich eine Quelle von Oberflächenschäden, die zu einer kürzeren Lebensdauer führen.
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Der Artikel von H.-Jürgen Böhmer und Reiner Eberhard mit dem Titel „Microstructural Optimisation of Bearing Steels for Operation Under Contaminated Lubrication by Using the Experimental Method of Dented Surfaces“ (Mikrostrukturoptimierung von Wälzlagerstählen für den Betrieb unter verunreinigten Schmiermitteln mit Hilfe der experimentellen Methode der eingekerbten Oberflächen), der in der Zeitschrift Bearing Steel Technology ASTM STP 1419 auf den Seiten 244-262 von der American Society for Testing and Materials International (2002) veröffentlicht wurde, beschreibt eine experimentelle Untersuchung der Schadensmechanismen von Wälzlagern, die unter verunreinigten Schmiermitteln arbeiten.
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Die Autoren des Artikels legen offen, dass Partikel in schmutzverunreinigten Schmiermitteln, die in die Kontaktzone eines Lagers gelangen, während des Gebrauchs des Lagers in die Oberfläche des Lagers gedrückt werden können. Die Einbindung eines Partikels in den Lagerwerkstoff führt zur Bildung einer plastisch verformten Zone um den Partikel und einer erhöhten Kante (als „Schulter“ bezeichnet) an der Lageroberfläche. Dies führt zur Bildung einer Einkerbung, die einen Krater hat, der sich unterhalb der Oberfläche des Lagerwerkstoffs, d. h. unterhalb des mittleren Laufbahnprofils, erstreckt, und eine Schulter um den Umfang der Einkerbung, die sich oberhalb der Oberfläche des Lagerwerkstoffs, d. h. oberhalb des mittleren Laufbahnprofils, erstreckt. Eine Schulter kann zu einem Metall-zu-Metall-Kontakt zwischen der eingekerbten Laufbahnoberfläche und einer Gegenfläche führen, insbesondere in Fällen, in denen eine Schulter über den Schmiermittel-Film eines Lagers hinausragt. Ein solcher Metall-Metall-Kontakt kann zu einer hohen Spannungskonzentration an oder innerhalb der Schultern von Einkerbungen führen, was ein hohes Risiko des Versagens der Komponente mit sich bringt.
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Wiederholtes Überwalzen der Schulter einer Einkerbung kann nämlich die Bildung von Rissen aufgrund von Materialermüdung auslösen. Die an der Schulter einer Einkerbung entstandenen Risse können sich dann unterhalb der Lagerlaufbahn nahe der Laufbahnoberfläche ausbreiten, bevor sie wieder die Laufbahnoberfläche erreichen. Das Material zwischen einem Riss und der Laufbahnoberfläche kann schließlich wegbrechen und einen Abriss hinterlassen, der mit fortgesetztem Überwalzen an Größe zunimmt, sowie einen oder mehrere Risse, die sich weiter in Walzrichtung ausbreiten. Das Ergebnis ist in der Regel ein V-förmiger Abriss unmittelbar hinter der Einkerbung.
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Wenn die Einkerbung zu groß ist, muss das Produkt verschrottet und durch ein neues Produkt ersetzt werden. Ist die Einkerbung nicht zu groß, kann das Produkt jedoch durch eine maschinelle Bearbeitung der eingekerbten Metalloberfläche wiederhergestellt werden, um die Einkerbung zu entfernen, d. h. die Metalloberfläche kann so bearbeitet werden, dass der Krater und die Schulter der Einkerbung entfernt werden, um eine ebene und einkerbungsfreie Oberfläche bereitzustellen, so dass das wiederhergestellte Produkt weiterhin verwendet werden kann.
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Kleine Einkerbungen werden in der Regel durch Polieren und größere Einkerbungen durch Schleifen entfernt.
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Polieren ist ein Oberflächenbehandlungsverfahren zur Erzeugung einer glatten Oberfläche mit Hilfe eines losen Schleifmittels, das von einem anderen Material (z. B. einer Polierpaste, die von einem Arbeitsrad oder einer Arbeitsplatte angetrieben wird) oder von einer Person bewegt wird. Die Breite des von den Laufbahnen der Lager abgetragenen Materials liegt im Allgemeinen zwischen 5 und 20 µm.
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Das Abtragen einer breiteren Materialschicht kann mehr Zeit und möglicherweise ein spezielles Verfahren erfordern, was einen erheblichen Einfluss auf die Kosten haben kann.
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Die Anwendung eines kontrollierten Aufbereitungsverfahrens vor dem Auftreten größerer Schäden oder eines Ausfalls der Komponente kann die Lebensdauer der Komponente verlängern und die Gesamtlebenszykluskosten, Vorlaufzeiten und Maschinenstillstandszeiten reduzieren. Da ein Aufbereitungsverfahren weniger Energie benötigt als die Herstellung einer neuen Komponente, ist es zudem umweltfreundlicher. Zu den weiteren Umweltvorteilen der Wiederaufbereitung gehören erhebliche Einsparungen bei den Ressourcen und beim Abfall.
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Wenn Komponenten mit Einkerbungen zur Wiederaufbereitung geschickt werden, kann die Größe der Einkerbungen jedoch ein relativ komplexes, zeitaufwändiges und teures Verfahren zu ihrer Entfernung erfordern, was oft bedeutet, dass die Komponente an eine spezialisierte Wiederaufbereitungsanlage geschickt werden muss, was die mit der Wiederaufbereitung verbundene Einsparung von Kohlendioxidemissionen verringert. Darüber hinaus kann die Beseitigung von Einkerbungen durch Schleifen manchmal den Austausch eines Teils einer Komponente erfordern, z. B. den Austausch eines kompletten Rollensatzes eines Lagers, um die durch die Wiederaufarbeitung veränderte Innengeometrie auszugleichen. Dies bedeutet oft, dass ein Unternehmen beschließt, ein Produkt mit Einkerbungen zu verschrotten und durch ein neues Produkt zu ersetzen, anstatt es wiederaufzuarbeiten, je nach den Kosten der neuen Komponente und der Größe der Einkerbungen auf der Komponente mit Einkerbungen.
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In der Regel kommen nur große Komponenten für die Wiederaufbereitung in Frage.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Verlängerung der Lebensdauer eines Produkts bereitzustellen, das im Gebrauch einer Hertz'schen Kontaktspannung ausgesetzt ist und eine Metalloberfläche, d.h. mindestens eine Metalloberfläche, umfasst, die ein mittleres Oberflächenprofil hat, wobei die Metalloberfläche mindestens eine Einkerbung umfasst, die eine Schulter aufweist, die sich oberhalb ihres mittleren Oberflächenprofils erstreckt, und einen Krater, der sich unterhalb ihres mittleren Oberflächenprofils erstreckt.
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Das Verfahren umfasst einen Schritt der Wiederaufbereitung des Produkts durch Entfernen zumindest eines Teils einer Schulter oder der gesamten Schulter, wobei jedoch zumindest ein Teil eines Kraters belassen wird, so dass der verbleibende Teil eines Kraters sich von dem mittleren Oberflächenprofil aus erstreckt, um dadurch eine wiederaufbereitete Metalloberfläche bereitzustellen, von der zumindest ein Teil aller Schultern oder alle Schultern entfernt wurden. Ein solches Verfahren, bei dem nur ein Teil einer Einkerbung, d. h. der Teil einer Einkerbung, der überwiegend für das Versagen der Komponente verantwortlich ist, und nicht die gesamte Einkerbung entfernt wird, ist mit einem wesentlich einfacheren, schnelleren und kostengünstigeren Wiederaufbereitungsprozess versehen als Wiederaufbereitungsprozesse, bei denen die gesamte Einkerbung entfernt wird.
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Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Leistung eines wiederaufgearbeiteten Produkts, das dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen wurde, der Leistung eines Produkts entspricht, von dem alle Einkerbungen entfernt wurden. Die Leistung eines wiederaufbereiteten Produkts im Vergleich zu einem neuen Produkt hängt jedoch von der Anzahl und Größe der in der wiederaufbereiteten Oberfläche verbliebenen Krater sowie von externen Parametern wie der Last ab.
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Darüber hinaus führt das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer Einsparung von Kohlendioxidemissionen im Vergleich zum Ersatz einer eingekerbten Komponente durch eine neue Komponente.
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Im Falle einer einzelnen Einkerbung in einer Metalloberfläche eines Produkts soll der in diesem Dokument verwendete Ausdruck „Entfernen zumindest eines Teils einer Schulter, aber Belassen zumindest eines Teils eines Kraters“ bedeuten, dass zumindest ein Teil einer Schulter dieser einzelnen Einkerbung entfernt wird.
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Bei einer Mehrzahl von Einkerbungen in einer Metalloberfläche eines Produkts soll der in diesem Dokument verwendete Ausdruck „zumindest einen Teil einer Schulter entfernen, aber zumindest einen Teil eines Kraters belassen“ bedeuten, dass zumindest ein Teil aller Schultern oder die gesamten Schultern aller Einkerbungen in der Metalloberfläche entfernt werden, aber zumindest ein Teil des größten Kraters in dem eingekerbten Metallblech oder zumindest Teile der größten Krater der Mehrzahl von Einkerbungen in dem eingekerbten Metallblech verbleiben, nachdem das Produkt einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen wurde. Dies bedeutet, dass zumindest ein, einige oder alle Krater, die nicht der oder die Krater des oder der größten Krater sind, in ihrer Gesamtheit entfernt werden können.
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Eine eingekerbte Metalloberfläche kann nämlich eine oder mehrere Einkerbungen beliebiger Form und Größe umfassen, je nach Größe, Geometrie und Härte der Partikel, die im Kontaktbereich zwischen dem Produkt und einer anderen Komponente eingeschlossen werden, wenn das Produkt in Gebrauch ist, wobei sehr große Partikel nicht eingeschlossen werden und sehr kleine Partikel durch den Schmiermittelfilm hindurchgehen, ohne Einkerbungen zu verursachen. Weiche oder verformbare (duktile) Partikel (Fasern oder Metall) erzeugen flache Einkerbungen mit Schultern. Spröde, harte Partikel zerbrechen in viele sehr kleine Teilchen und erzeugen eine Ansammlung winziger Einkerbungen. Spröde, harte Partikel erzeugen ein großes Materialagglomerat, das die Metalloberfläche eindellt und scharfe Schultern erzeugt. Einkerbungen, die groß sind oder große Schultern haben, sind am gefährlichsten.
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Der in diesem Dokument verwendete Begriff „Wiederaufarbeitung“ soll nicht nur einen Prozessschritt der Wiederaufarbeitung bezeichnen, sondern gilt für alle ähnlichen Prozessschritte, wie z. B. Prozessschritte, die auf die Aufarbeitung, Wiederaufbereitung, Wiederverwendung, Wiederherstellung und/oder Reparatur von Produkten abzielen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird zumindest eine gesamte Schulter entfernt, d.h. 100% einer Schulter, d.h. 0% eines Kraters wird entfernt, oder bis zu 5%, oder bis zu 10%, oder bis zu 20%, oder bis zu 30%, oder bis zu 40% oder bis zu 50% eines Kraters wird entfernt. Jeder Krater, der in der wiederaufbereiteten Metalloberfläche verbleibt, ist vorzugsweise kleiner als der ursprüngliche Krater in der eingekerbten Metalloberfläche. Alternativ können zumindest 50 % oder zumindest 60 % oder zumindest 70 % oder zumindest 80 % oder zumindest 90 % oder zumindest 95 % eines Kraters entfernt werden, und 0 % des Kraters werden entfernt.
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Mit dem hier verwendeten Ausdruck „mittleres Oberflächenprofil“ ist das Oberflächenprofil gemeint, das die beabsichtigte Oberflächenkontur und die gewünschten Spezifikationen des Produkts in der hergestellten Form darstellt. Ein mittleres Oberflächenprofil ist geometrisch nicht perfekt, hat aber keine Oberflächenunregelmäßigkeiten, die über die Fertigungstoleranzen hinausgehen. Die Ausdrücke „Schulter“ und „Krater“ einer Einkerbung beziehen sich auf Unregelmäßigkeiten, die über die Fertigungstoleranzen hinausgehen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Schritt, bei dem zumindest ein Teil der Schulter entfernt wird, aber zumindest ein Teil des Kraters verbleibt, durch ein beliebiges geeignetes Verfahren durchgeführt werden, z. B. durch mindestens eines der folgenden Verfahren: Polieren, Schwabbeln, Elektropolieren, Schneiden, Abflachen, Wärmebehandlung, Schleifen, Honen.
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Jedes geeignete Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem zumindest ein Teil der Schulter einer Einkerbung entfernt wird, jedoch kein Material von der Oberfläche einer Komponente abgetragen wird, wodurch die Form einer Komponente verändert wird, kann bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Bestimmen oder Abschätzen einer Abmessung oder Größe eines Kraters, wie beispielsweise des Volumens, der Querschnittsfläche, der Tiefe und/oder der maximalen Breite eines Kraters, und zum Durchführen des Verfahrens nur dann, wenn die ermittelte oder geschätzte Abmessung oder Größe kleiner ist als eine vorbestimmte kritische Abmessung oder Größe. Die Abmessung oder Größe eines Kraters kann durch visuelle Inspektion oder Messung unter Verwendung eines Geräts und/oder der Kenntnisse und/oder Erfahrung eines Bedieners bestimmt oder abgeschätzt werden und hängt von dem betreffenden Produkt ab.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Produkt um eines der folgenden Produkte: eine Lagerkomponente, wie ein innerer oder äußerer Lagerring oder Wälzkörper, eine Laufbahn oder ein beliebiges Wälzlager, wie ein Nadellager, ein Kegelrollenlager, ein Pendelrollenlager, ein Toroidalrollenlager, ein Axialkugellager, ein Axialrollenlager, ein Axialkegelrollenlager, ein Radlager, eine Nabenlagereinheit, ein kompaktes Pendelrollenlager (CARB™), ein Rillenkugellager, ein Schrägkugellager, ein Pendelrollenlager, das in einer Stranggussanlage verwendet wird, ein Stützlager, ein Großwälzlager oder eine Kugelumlaufspindel, eine Übertragungskomponente, wie ein Kettenrad, ein Getriebe, eine Buchse, eine Nabe, eine Kupplung, ein Bolzen, eine Schraube, eine Welle, wie eine Spindelwelle, eine Rolle oder ein Rollenmantel, eine Dichtung, ein Werkzeug, ein Metallrad oder jede andere Komponente für eine Anwendung, in der sie einer Hertz'schen Kontaktspannung oder einer wechselnden Hertz'schen Kontaktspannung ausgesetzt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt der Wiederaufbereitung des Produkts durch Entfernen zumindest eines Teils einer Schulter, wobei jedoch zumindest ein Teil eines Kraters verbleibt, nur das Entfernen einer mikroskopischen Materialschicht mit einer Dicke von bis zu und einschließlich 50 µm von der Metalloberfläche, oder bis zu und einschließlich 40 µm, oder bis zu und einschließlich 30 µm, oder bis zu und einschließlich 20 µm, wie eine Materialschicht mit einer Dicke von 5-50 µm oder 10-50 µm. Eine solche mikroskopisch dünne Materialschicht wird vorzugsweise von der gesamten Metalloberfläche entfernt, die wiederaufbereitet wird. Durch die Entfernung einer solchen dünnen Oberflächenschicht wird die Makrogeometrie des Produkts, z. B. der Durchmesser oder der Umfang eines Produkts, nicht verändert. Der Materialabtrag ist nämlich so gering, dass er nur mit einem Mikroskop sichtbar ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt der Wiederaufbereitung des Produkts durch Entfernen zumindest eines Teils einer Schulter, wobei jedoch zumindest ein Teil eines Kraters verbleibt, das Entfernen einer Materialschicht mit einer Dicke von mehr als 50 µm, beispielsweise einer Materialschicht mit einer Dicke von bis zu 100 µm oder mehr.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von nicht einschränkenden Beispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren weiter erläutert, wobei;
- 1 zeigt ein Beispiel für ein Produkt, das mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung behandelt werden kann,
- 2 zeigt ein zweidimensionales Profil einer Einkerbung in einer Metalloberfläche, bevor und nachdem die Metalloberfläche einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen wurde, und
- 3 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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Es ist zu beachten, dass die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und dass die Abmessungen bestimmter Merkmale aus Gründen der Übersichtlichkeit übertrieben sein können.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt schematisch ein Produkt 10, nämlich ein Wälzlager, dessen Metalloberfläche 18 mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung behandelt werden kann.
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Eine Metalloberfläche 18 kann ein beliebiges reines Metall wie Eisen, Nickel, Titan, Kupfer, Aluminium, Zinn oder Zink oder eine beliebige Metalllegierung wie Stahl, Kohlenstoffstahl, rostfreien Stahl, eine Superlegierung auf Nickelbasis, eine Titanlegierung, Messing oder Bronze umfassen oder daraus bestehen.
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Bei einem Produkt 10 kann es sich um jede Art von Lager oder ein anderes Produkt handeln, das im Gebrauch einer Hertz'schen Kontaktspannung unterworfen ist.
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Ein Produkt 10 kann einen Durchmesser von bis zu einigen Metern und eine Tragfähigkeit von bis zu mehreren tausend Tonnen haben. Ein Produkt 10 kann nämlich eine beliebige Größe und eine beliebige Last haben. Das Produkt 10 kann in Branchen wie der Metallindustrie, dem Bergbau, der Mineralienverarbeitung, der Zementindustrie, der Automobilindustrie, der erneuerbaren oder traditionellen Energie, der Zellstoff- und Papierindustrie oder der Schifffahrt eingesetzt werden.
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Das abgebildete Wälzlager 10 hat einen Innenring 12 und einen Außenring 14 sowie einen Satz Wälzkörper 16. Während des Gebrauchs des Wälzlagers 10 können Einkerbungen in den Laufbahnen 18 des Wälzlagers auftreten. Das Überrollen von Feststoffpartikeln (z. B. aus verunreinigtem Schmiermittel) kann nämlich zu Einkerbungen der Laufbahnen 18 in den rollend-gleitgeschmierten Kontakten führen.
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2 zeigt schematisch ein zweidimensionales Profil zweier Einkerbungen 20 und 24, die sich überlagert haben und entlang einer Linie ausgerichtet sind, die auf der y-Achse 0 entspricht, wobei die auf der x- und y-Achse dargestellten Einheiten Mikrometer sind.
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Die Einkerbung 20 stellt die einzige Einkerbung, die größte Einkerbung oder eine der größten Einkerbungen in einer gekerbten Metalloberfläche 18 eines Produkts 10 dar, bevor die gekerbte Metalloberfläche einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen wird.
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Die Einkerbung 24 stellt den Teil der Einkerbung dar, der in einer wiederhergestellten Metalloberfläche 18 verbleibt, nachdem die gekerbte Metalloberfläche einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen wurde, d.h. nachdem die gesamte eingekerbte Metalloberfläche 18 wiederhergestellt wurde, beispielsweise durch Polieren.
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Da während des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung eine mikroskopische Materialschicht abgetragen wird, ist die wiederaufbereitete Metalloberfläche mikroskopisch niedriger als die eingekerbte Metalloberfläche. Wird beispielsweise eine eingekerbte Laufbahn eines Lagers einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen, kann die Tiefe der wiederaufbereiteten Laufbahn bis zu 5 µm geringer sein als die Tiefe der eingekerbten Laufbahn. Dieser geringfügige Unterschied ist daran zu erkennen, dass die Einkerbungen 20 und 24 übereinander liegen und entlang der Linie ausgerichtet sind, die in 2 auf der y-Achse 0 entspricht.
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Das mittlere Oberflächenprofil 22 der Metalloberfläche 18 kann als die Linie betrachtet werden, die in 2 auf der y-Achse 0 plus oder minus 0,1 Einheiten entspricht, wobei ± 0,1 Einheiten der Fertigungstoleranz entsprechen.
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Die Einkerbung 20 in der eingekerbten Metalloberfläche 18 hat eine Schulter 20s, die sich oberhalb des mittleren Oberflächenprofils 22 erstreckt, und einen Krater 20c, der sich unterhalb des mittleren Oberflächenprofils 22 erstreckt. Eine Schulter 20s kann sich zum Beispiel bis zu 50 µm über das mittlere Oberflächenprofil 22 erstrecken. Eine Schulter 20s kann sich ungleichmäßig um den Umfang einer Einkerbung 20 bilden, so dass ein oder mehrere Abschnitte der Schulter 20s höher sein können als ein oder mehrere andere Abschnitte der Schulter 20s.
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Die Einkerbung 24, die in der Metalloberfläche 18 zurückbleibt, nachdem die Metalloberfläche 18 einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen wurde, umfasst nur einen Krater 18c und keine Schultern, da die Schultern 20c der Einkerbung 20 entfernt wurden und die wiederhergestellte Metalloberfläche bündig mit dem mittleren Oberflächenprofil 22 ist, d. h. bündig mit dem Rest der Metalloberfläche 18 innerhalb der Fertigungstoleranzen. Es gibt also kein Material mehr, das über das mittlere Oberflächenprofil 22 an der Stelle 24 hinausragt, an der sich die Schulter 24s befand, nachdem die Metalloberfläche einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen wurde. Zumindest ein Teil 24c des Kraters 20c der Einkerbung 20 ist jedoch noch in der Metalloberfläche 18 vorhanden. Die Größe des verbleibenden Kraters 24c wirkt sich jedoch nicht negativ auf die Leistung des wiederaufbereiteten Produkts 10 aus. Die wiederaufbereitete Metalloberfläche ist nämlich eine ebene Oberfläche, die im Vergleich zu einer eingekerbten Metalloberfläche vor der Anwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geringere Unterschiede zwischen ihren höchsten und niedrigsten Punkten hat, was bedeutet, dass es weniger mikroskopische Spannungskonzentrationen gibt, in denen ein Riss entstehen kann, wodurch die Ermüdungslebensdauer des Produkts 10 verbessert wird.
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3 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Das Verfahren umfasst die Schritte der optionalen Vorinspektion und/oder Überwachung des Zustands des Produkts 10, um festzustellen, ob es irgendwelche Einkerbungen 20 umfasst, die eine Schulter 20c und einen Krater 20c aufweisen, wobei der Krater 20c eine Abmessung oder Größe hat, die größer ist als eine vorbestimmte kritische Abmessung. Ein Krater 20c kann zum Beispiel eine maximale Breite an der Oberfläche der MetalloberΣläche 18 haben, die größer ist als eine vorbestimmte maximale Breite und/oder eine maximale Querschnittsfläche der Metalloberfläche 18, die größer ist als eine vorbestimmte maximale Querschnittsfläche).
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Zumindest eine Einkerbung 20 kann während des Gebrauchs, der Herstellung, der Montage, der Befestigung und/oder des Transports des Produkts 10 gebildet werden. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann optional den Schritt der Analyse eines Schmiermittels oder Schmiersystems einer Maschine umfassen, um festzustellen, ob ein Produkt 10 zumindest eine Einkerbung 20 umfassen kann.
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Wenn ein Produkt 10 zumindest eine Einkerbung 20 umfasst, die eine Abmessung oder Größe hat, die größer als eine vorbestimmte kritische Abmessung oder Größe ist, kann es optional nach der Demontage des Produkts 10 aus einer Maschine, in der es befestigt ist, gereinigt und sorgfältiger inspiziert werden, wenn es in einer Maschine befestigt ist. Der Schweregrad der Einkerbung(en) in einer Metalloberfläche 18 des Produkts 10 kann durch visuelle Inspektion und/oder Messung mit einem geeigneten Mittel bestimmt werden, um festzustellen, ob das Produkt für eine Wiederaufbereitung gemäß der vorliegenden Erfindung in Frage kommt.
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Umfasst das Produkt 10 zumindest eine Einkerbung mit einem Krater, der größer als eine vorgegebene kritische Abmessung oder Größe ist, kann das Produkt 10 verschrottet und durch ein neues Produkt 10 ersetzt werden. Wenn beispielsweise eine zweidimensionale Querschnittsfläche eines Kraters 20c größer ist als die Kontaktfläche zwischen dem Produkt 10 und einer anderen Komponente, wenn das Produkt 10 in Gebrauch ist, kann das eingekerbte Produkt 10 verschrottet und durch ein neues Produkt ersetzt werden. Die vorbestimmte kritische Abmessung oder Größe hängt von der Größe des Produkts 10 und der Last ab, der es während des Gebrauchs ausgesetzt ist, und ist dem Fachmann bekannt. Normalerweise ist die Größe oder das Volumen eines Kraters 20c einer Einkerbung für die Entscheidung, ob das Produkt 10 wiederaufbereitet werden soll oder nicht, ausschlaggebend und nicht seine Tiefe.
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Wenn das eingekerbte Produkt 10 nur eine oder mehrere Einkerbungen 20 umfasst, die einen Krater 20c haben, der kleiner ist als eine vorher festgelegte kritische Abmessung oder Größe, kann die Lebensdauer des eingekerbten Produkts 10 verlängert werden, indem die eingekerbte Metalloberfläche des eingekerbten Produkts mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung 10 wiederaufbereitet wird. Eine eingekerbte Metalloberfläche 18 des Produkts 10 kann nämlich oberflächenbehandelt werden, beispielsweise durch Polieren, so dass zumindest ein Teil der Schultern 20s der einen oder mehreren Einkerbungen 20 entfernt wird, aber zumindest ein Teil eines Kraters 20c der einzigen Einkerbung 20 in der eingekerbten Metalloberfläche 18 oder der größten Einkerbung 20 in der eingekerbten Metalloberfläche 18, so dass sich der verbleibende Teil 24c eines Kraters24c von dem mittleren Oberflächenprofil 22 der wiederaufgearbeiteten Metalloberfläche 18 erstreckt, das eine Einkerbung 24 umfasst, die nur einen Krater 24c hat, der eine Abmessung oder Größe hat, die kleiner ist als die vorbestimmte kritische Abmessung oder Größe, aber keine Schulter.
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Der Krater 24c einer in der wiederaufgearbeiteten Metalloberfläche 18 verbleibenden Einkerbung 24 kann zumindest 50 % oder zumindest 60 % oder zumindest 70 % oder zumindest 80 % oder zumindest 90 % oder 100 % der Größe des Kraters 20c der Einkerbung 20 in dem eingekerbten Produkt 10 betragen (gemessen vom mittleren Oberflächenprofil 22 der Metalloberfläche 18 und nicht von der Spitze einer Schulter 20s der Einkerbung 20), bevor das eingekerbte Produkt 10 einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen wird.
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Die Dicke der Oberflächenschicht der eingekerbten Metalloberfläche 18 des Produkts 10, die während des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt wird, hängt von der Größe der Einkerbung oder der größten Einkerbung(en) in der eingekerbten Metalloberfläche 18 ab. Eine oder mehrere Einkerbungen, die kleiner als die größte(n) Einkerbung(en) sind, können vollständig entfernt werden, aber zumindest ein Teil 24c eines Kraters 20c wird in der wiederaufbereiteten Metalloberfläche 18 verbleiben. Die Größe des verbleibenden Teils 24c eines Kraters in der wiederaufbereiteten Metalloberfläche 18 kann optional überprüft werden, um sicherzustellen, dass der verbleibende Teil 24c eines Kraters die Leistung des wiederaufbereiteten Produkts 10 nicht beeinträchtigt.
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Ein Produkt mit Einkerbung 10 kann so poliert werden, dass nur eine mikroskopisch kleine Materialschicht mit einer Dicke von bis zu 50 µm von seiner Metalloberfläche 18 entfernt wird. Das wiederaufgearbeitete Produkt 10 kann dann in einer Maschine zusammengebaut oder wieder zusammengesetzt werden.
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Es ist zu beachten, dass ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden kann, die Lebensdauer eines bestimmten Produkts 10 mehr als einmal zu verlängern, d.h. das Verfahren kann dazu verwendet werden, die Lebensdauer eines Produkts 10 mehrere Male zu verlängern. Das Verfahren kann beispielsweise verwendet werden, um zumindest die Schultern der Einkerbungen zu entfernen, bis oder nachdem eine solche Entfernung zumindest der Schultern der Einkerbungen den Austausch eines Teils des Produkts erfordert, wie z. B. den Austausch eines kompletten Rollensatzes, wenn es sich um ein Rollenlager handelt, um die unterschiedliche innere Geometrie auszugleichen, die sich aus dem Wiederaufbereitungsprozess ergibt.
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Der Zustand eines neuen oder wiederaufgearbeiteten Produkts 10 kann überwacht werden, so dass der volle Nutzen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann, indem das Verfahren zu einem optimalen Zeitpunkt durchgeführt wird, bevor ein neues oder wiederaufgearbeitetes Produkt 10 so stark beschädigt ist, dass eine anschließende Wiederaufarbeitung nicht mehr möglich ist.
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Weitere Modifikationen der Erfindung im Rahmen der Ansprüche sind für den Fachmann offensichtlich.
