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