DE19510054A1 - Verfahren zum Glätten von Gleitflächen an Maschinenbauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glätten von Gleit­ flächen an Maschinenbauteilen, bei denen die Gleitflächen nach der Herstellung von Rohteilen in die Rohteile einge­ formt werden.

Derartige Maschinenbauteile findet man beispielsweise in Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge. Als Beispiele seien hier Bremssattelgehäuse für Scheibenbremsen, Ventilblöcke für automatische Blockierverhinderer (ABS) und Bremshauptzylin­ dergehäuse genannt. Diese hydraulischen Maschinenbauteile haben als gemeinsames Merkmal zumindest eine Zylinderboh­ rung, in der ein Kolben axial verschieblich angeordnet ist. Bei der Fertigung der genannten Maschinenbauteile werden zunächst Rohteile gegossen und in einem Nachbearbeitungsgang die Zylinderbohrungen eingeformt. Nach dem Bohren sind die inneren Gleitflächen der Zylinderbohrungen noch nicht glatt genug, um den Anforderungen zu genügen. Es ist daher ein weiterer Arbeitsgang zum Glätten der Gleitflächen der Zylin­ derbohrungen erforderlich. Dieses Glätten erfolgt üblicher­ weise durch Polieren, Honen oder Schleifen der Zylinderboh­ rungen. Der dafür erforderliche zusätzliche Nachbearbei­ tungsgang verursacht nicht unerhebliche Fertigungskosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Glätten von Gleitflächen an Maschinenbauteilen anzugeben, das kosten­ günstiger ist als bekannte Verfahren.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die erfindungsgemäße Lösung besteht im Prinzip darin, die Gleitflächen mit einer Beschichtung zu versehen, um Unebenheiten auszugleichen bzw. die Rauhigkeit der Gleitflächen zu vermindern. Im Gegensatz zu den bekann­ ten Verfahren, die Material von den Gleitflächen abtragen, geht die Erfindung den umgekehrten Weg, die Gleitflächen mit Material zu beschichten. Eine derartige Beschichtung kann verfahrenstechnisch kostengünstiger gestaltet werden als beispielsweise Polieren, Honen oder Schleifen. Als weiterer Vorteil der Erfindung können evtl. auch solche Stellen der Gleitflächen beschichtet werden, die mit herkömmlichen Werkzeugen zum Polieren, Honen oder Schleifen nicht er­ reichbar sind.

Die Erfindung kann gemäß Anspruch 2 besonders vorteilhaft eingesetzt werden zum Glätten der Gleitflächen von Zylinder­ bohrungen hydraulischer Maschinenbauteile, wie beispielswei­ se Bremssättel Ventilblöcke oder Tandemhauptzylinder.

In einer bevorzugten Anwendung werden Maschinenbauteile aus Aluminium oder einer Leichtmetallegierung, deren Gleitflä­ chen durch anodische Oxidation gehärtet sind, mit der erfin­ dungsgemäßen Kunststoffbeschichtung versehen. Bei derartigen Leichtmetallbauteilen ist es erforderlich, besonders bean­ spruchte Gleitflächen mittels der genannten anodischen Oxi­ dation zu härten. Die Härtung bewirkt allerdings, daß die Porosität der Oberfläche um ungefähr 100% zunimmt. Eine Glättung dieser porösen Gleitflächen ist also besonders von­ nöten. Andererseits haftet die erfindungsgemäße Kunststoff­ beschichtung besonders gut auf sehr porösen Oberflächen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Kunststoffbeschichtung aus Fluorpolymeren, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE). Dieses Material haftet gut auf Oberflächen und hat vorzügliche Gleiteigenschaften.

In einer besonders einfachen Ausführungsform des Verfahrens gemäß Anspruch 5 werden die Maschinenbauteile zum Beschich­ ten in einer handelsüblichen Fluorpolymerdispersion ganz oder partiell eingetaucht. Ein derartiger Tauchvorgang ist mit extrem geringem Aufwand in den Fertigungsablauf einer bestehenden Anlage zu integrieren, beispielsweise in eine automatische Anodisierungsanlage. Bei dem Tauchverfahren ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß nicht nur die Gleitflächen beschichtet und geglättet werden, sondern auch andere Flächen des Maschinenbauteils beschichtet und somit vor Korrosion geschützt werden. Dies ist insbesondere bei den Gewindeanschlüssen für hydraulische Leitungen wünschens­ wert. Falls nicht das gesamte Maschinenbauteil beschichtet werden soll, kann es in die Flourpolymerdispersion auch par­ tiell eingetaucht werden. Dabei wird weniger Dispersions­ flüssigkeit verbraucht.

In einer Abwandlung des Verfahrens gemäß Anspruch 6 werden nur die Gleitflächen der Maschinenbauteile gezielt mit der Fluorpolymerdispersion aus Düsen von Zuführungsrohren be­ sprüht, die gegenüber den Gleitflächen angeordnet sind. Die­ se Methode erfordert eine etwas aufwendigere Anordnung der Düsen mit den Zuführungsrohren, ist aber noch sparsamer im Verbrauch der Fluorpolymerdispersion und besonders vorteil­ haft anzuwenden, wenn andere Oberflächen der Maschinenbau­ teile nicht beschichtet werden dürfen.

In einer Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 werden mehrere Maschinenbauteile jeweils in einen Korb einer auto­ matischen Beschichtungsanlage eingelegt und gemeinsam be­ schichtet. Der Korb besteht vorzugsweise aus Edelstahl. Meh­ rere Körbe werden auf einen Wagen aufgesetzt, der auf Schie­ nen läuft und die Körbe zum Beschichtungsbad transportiert. Dort wird die Einheit aus Körben und Wagen insgesamt um 180 Grad gekippt und dann in ein Beschichtungsbad abgesenkt, so daß die Körbe mit den Maschinenbauteilen zumindest teilweise eintauchen. Statt dem Absenken und Eintauchen werden in ei­ ner abgewandelten Anordnung der Anlage mehrere Düsen über Zuführungsrohre mit der Fluorpolymerdispersion beschickt, so daß die Gleitflächen der Maschinenbauteile von den Düsen bespritzt und beschichtet werden. Eine derartige Beschich­ tungsanlage arbeitet automatisch, effektiv und in einfachen Bewegungsabläufen.

Das Verfahren kann noch verbessert werden, wenn gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 nach dem Eintauchen bzw. Besprit­ zen die Einheit aus Körben und Wagen zum Abtropfen der Ma­ schinenbauteile in Pendelbewegungen versetzt wird. Nach dem Abtropfen wird die Einheit wieder um 180 Grad zurückgekippt, so daß die Wagen zusammen mit den Körben aus der Anlage he­ raus fahren können.

Zum schnellen Trocknen der Beschichtung empfiehlt sich eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9, wonach die Maschinenbauteile nach dem Eintauchen bzw. Bespritzen mit­ tels einer Luftdusche behandelt werden. Nach dieser Behand­ lung haftet die Beschichtung fest an den Gleitflächen. Mit Vorteil kann in der abgewandelten Anlage mit den Düsen und Zuführungsrohren die Preßluft für die Luftdusche auf demsel­ ben Weg zugeführt werden wie die Fluorpolymerdispersion. Außer einem Umschaltventil sind hier keine weiteren Vorrich­ tungen für die Luftdusche erforderlich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine geschnittene Darstellung eines Bremssattels,

Fig. 2 eine geschnittene Darstellung eines Ventilblocks,

Fig. 3 eine geschnittene Darstellung eines Hauptzylin­ ders,

Fig. 4 eine automatische Beschichtungsanlage zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Seitenansicht derselben Beschichtungsanlage,

Fig. 6 eine automatische Beschichtungsanlage zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Ausführungsform.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Glätten von Gleitflächen läßt sich vorteilhaft bei den in den Fig. 1 bis 3 als Beispiel gezeigten Maschinenbauteilen einsetzen. Im einzel­ nen ist ein Schwimmsattel 1 für eine Teilbelagscheibenbremse dargestellt, der einen Bremszylinder 2 mit einer Zylinder­ bohrung 3 aufweist. Bei der Fertigung des Schwimmsattels 1 wird normalerweise ein Rohteil gegossen und die Zylinderboh­ rung 3 in einem weiteren Arbeitsgang eingebracht. Danach muß die Innenfläche der Zylinderbohrung 3 geglättet werden, um eine einwandfreie Funktion des Bremszylinders 2 zu gewähr­ leisten.

Fig. 2 zeigt einen Ventilblock 4 für eine Bremsdrucksteue­ rung, der mit vier Zylinderbohrungen 5 für die Ventile ver­ sehen ist. Auch hier müssen die Zylinderbohrungen 5 in ein gegossenes Rohteil eingebracht und anschließend geglättet werden.

Als drittes Anwendungsbeispiel ist in Fig. 3 ein Hauptzy­ linder 6 für eine hydraulische Bremsanlage gezeigt, der eine gestufte Zylinderbohrung 7 aufweist. Die Fertigung des Hauptzylinders 6 erfolgt analog zu der oben beschriebenen Fertigung, wobei wiederum die Zylinderbohrung 7 geglättet werden muß.

Dabei besteht der Kern der Erfindung darin, als Ersatz für mechanische Arbeitsgänge, beispielsweise für Polieren, Honen oder Schleifen, die Gleitflächen der Zylinderbohrungen 3, 5, 7 mit einer Kunststoffbeschichtung aus einem polymeren Werk­ stoff zu versehen.

Als Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren werden im folgenden zwei automatische Beschichtungsanlagen vorgestellt, die zur Beschichtung von Bremssätteln 1 geeig­ net sind. Die Bremssättel 1 bestehen aus Aluminium. Die ge­ gossenen Rohteile werden in einem Nachbearbeitungsgang mit Zylinderbohrungen 3 versehen und anschließend die Oberflä­ chen durch anodische Oxidation gehärtet. Danach wird eine Kunststoffbeschichtung aus Flourpolymeren vorgenommen. Im vorliegenden Falle wurde Polytetrafluorethylen (PTFE) ver­ wendet.

Bei der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Beschichtungsanlage werden die Bremssättel 1 in die Fluorpolymerdispersion teil­ weise eingetaucht, wobei die inneren Gleitflächen der Zylin­ derbohrungen 3 beschichtet und somit glattere Gleitflächen erzeugt werden.

Die gezeigte Beschichtungsanlage 8 besteht aus einem Gestell 9, das zwei fast rundum geschlossene Schienen 10 aufweist. In den Schienen 10 laufen die Räder 11 eines Wagens 12, auf dem mehrere Körbe 13 befördert werden können. Die Körbe 13 dienen zur Aufnahme der Bremssättel 1, die in die Körbe 13 eingelegt werden. Die Körbe 13 bestehen aus Edelstahl und besitzen jeweils einen Deckel 14 aus Edelstahldraht. Weiter­ hin ist die Beschichtungsanlage 8 mit zwei Halteblechen 15 versehen, die seitlich an den Schienen 10 befestigt sind und die Körbe 13 festhalten, wenn diese um 180 Grad gekippt wer­ den.

Zur Beschichtung werden die Körbe 13 mit den Bremssätteln 1 seitlich aus Richtung 16 in die Schienen 10 eingefahren und gemäß Pfeil 17 um 180 Grad gedreht. Anschließend wird die Einheit aus Bremssättel 1, Körben 13 und Schienen 10 nach unten abgesenkt, bis sie in ein Beschichtungsbad 18 eintau­ chen. Die Eintauchtiefe ist so bemessen, daß sich die Zylin­ derbohrungen 3 mit der PTFE-Dispersion füllen. Danach wird die gesamte Einheit im Gestell 9 wieder angehoben und in dieser Position gehalten, bis die PTFE-Dispersion abgeflos­ sen und alle Bremssättel 1 und Wagen 12 abgetropft sind. Danach wird die Einheit in Pendelbewegungen versetzt, um die letzten Tropfen abzuschütteln. Dabei wird das Trocknen der Oberflächen durch eine Luftdusche unterstützt. Nach dem Zu­ rückdrehen der Einheit um 180 Grad können die Wagen 12 aus der Beschichtungsanlage 8 entgegen Richtung 16 herausgefah­ ren werden.

Das Beschichtungsbad 18 ist mit einer Abdeckung 19 versehen, um schädliche Dämpfe nicht in die Umgebung gelangen zu las­ sen.

In Fig. 6 ist eine andere Beschichtungsanlage 21 gezeigt, die ein Gestell 22 und ein Beschichtungsbad 23 aufweist. Auch hier werden die Bremssättel 1 in Körbe 24 eingelegt. Die Körbe 24 werden von einer drehbar angeordneten Halterung 25 getragen.

Zur Beschichtung der Zylinderbohrungen 3 wird die gesamte Halterung 25 mit den Körben 24 mittels eines Motors 26 um 180 Grad gedreht. Die Beschichtung erfolgt aber nicht durch Eintauchen in das Beschichtungsbad 23, sondern durch Be­ spritzen der Zylinderbohrungen 3 mit PTFE-Dispersion aus einer Anordnung von Düsen 27. Die Düsen 27 befinden sich an den Enden von Zuführungsrohren 28, die in gleichmäßigen Ab­ ständen im rechten Winkel von einem Hauptrohr 29 abzweigen. Die Zuführungsrohre 28 mit den Düsen 27 ragen bis in die Zylinderbohrungen 3 hinein.

Zum Beschichten wird PTFE-Dispersion aus dem Beschichtungs­ bad 23 mittels einer durch einen Motor 30 angetriebenen Pum­ pe 31 angesaugt und über eine Ventilanordnung 32 in das Hauptrohr 29 gepumpt. Die PTFE-Dispersion wird über das Hauptrohr 29 auf die Zuführungsrohre 28 verteilt und tritt an den Düsen 27 aus, wobei die inneren Gleitflächen der Zy­ linderbohrungen 3 bespritzt und beschichtet werden. Nach dem Bespritzen wird die Pumpe 31 abgeschaltet und die Ventilan­ ordnung 32 umgeschaltet, so daß nunmehr Preßluft aus einer Preßluftleitung 33 in das Hauptrohr 29 und die Zuführungs­ rohre 28 eintritt, um an den Düsen 27 auszutreten und die Innenflächen der Zylinderbohrungen 3 durch eine Luftdusche zu trocknen. Zuvor wird die Halterung 25 wiederum mittels des Motors 26 um 180 Grad in die Ausgangsstellung zurückge­ dreht. Nach der Luftdusche können die Körbe 24 aus der Be­ schichtungsanlage 21 entnommen werden. Die Beschichtung ist beendet.

Claims (9)

1. Verfahren zum Glätten von Gleitflächen an Maschinenbau­ teilen, bei denen die Gleitflächen nach der Herstellung von Rohteilen in die Rohteile eingeformt werden, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen (3, 5, 7) an­ schließend mit einer Kunststoffbeschichtung versehen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen Zylinderbohrungen (3, 5, 7) von Maschi­ nenbauteilen (1, 4, 6) für hydraulische Anlagen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Maschinenbauteile (1, 4, 6) aus Aluminium oder einer Leichtmetallegierung bestehen und zumindest die Gleitflächen (3, 5, 7) durch anodische Oxidation ge­ härtet sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffbeschichtung aus Flu­ orpolymeren besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenbauteile (1, 4, 6) zum Beschichten in eine handelsübliche Fluorpolymerdispersion ganz oder par­ tiell eingetaucht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gezielt die Gleitflächen (3, 5, 7) der Maschinenbauteile (1, 4, 6) aus Düsen (27) von Zuführungsrohren (28) mit einer handelsüblichen Polymerdispersion bespritzt wer­ den.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere Maschinenbauteile (1) in einen Korb (13) einer automatischen Beschich­ tungsanlage (8) eingelegt werden und daß die Körbe (13) mittels eines Wagens (12) auf Schienen (10) zum Be­ schichtungsbad (18) transportiert werden, wo die Ein­ heit aus Körben (13) und Wagen (12) insgesamt um 180 Grad gekippt und dann teilweise in das Beschichtungsbad (18) eingetaucht bzw. aus einer Anordnung mit mehreren Düsen (27) bespritzt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit aus Körben (13) und Wagen (12) mit den Ma­ schinenbauteilen (1) nach dem Eintauchen bzw. dem Be­ spritzen zum Abtropfen in Pendelbewegungen versetzt und anschließend wieder um 180 Grad gekippt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Maschinenbauteile (1, 4, 6) nach dem Ein­ tauchen bzw. Bespritzen mittels einer Luftdusche ge­ trocknet werden.