DE19755061A1 - Herstellverfahren zur Beschichtung eines mechanisch zu bearbeitenden metallischen Bauteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellverfahren für metallische Bauteile, die ausgehend vom unbearbeiteten Rohteil zumindest teilweise sowohl mechanisch bearbeitet als auch mit wenig­ stens einer Oberflächenbeschichtung versehen werden sollen.

Allgemein sind im Maschinenbau unterschiedlichste Arten von Lackierungen und Beschichtungen für metallische Gegenstände bekannt. Dabei werden sowohl Gleitlackbeschichtungen erwähnt wie auch lackartige Oberflächenbeschichtungen zum Schutz der metallischen Oberfläche. Gleitlackbeschichtungen kommen in der Regel zum Einsatz an der Kontaktfläche zwischen bewegli­ chen Bauteilen oder aber direkt in Gleitlagerelementen. Son­ stige Beschichtungen, die neben dem Oberflächenschutz auch häufig zur farblichen Kennzeichnung dienen, kommen bei ver­ schiedenartigen maschinenbaulichen Anwendungen zum Einsatz.

Insbesondere korrosionsgefährdete Bauteile, bei denen häufig eine zusätzliche korrosionsbeständige, galvanische Oberflä­ chenbehandlung erforderlich ist, durchlaufen innerhalb ihres vollständigen Herstellungsprozesses zahlreiche Bearbeitungs­ schritte. Speziell die Kombination von mechanischer Bearbei­ tung, Oberflächenbeschichtung sowie galvanischer Oberflä­ chenbehandlung, wie sie nicht selten für metallische Bautei­ le im Maschinenbau notwendig wird, benötigt einen sehr auf­ wendigen und kostenintensiven Herstellungsprozeß, ausgehend vom Rohteil bis zum Fertigprodukt.

Dementsprechend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Her­ stellverfahren zur Beschichtung mechanisch zu bearbeitender metallischer Bauteile anzugeben, welches ausgehend vom unbe­ arbeiteten Rohteil einen vereinfachten und verbesserten Fer­ tigungsablauf ermöglicht.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspru­ ches 1. Dabei ist vorgesehen, zunächst an dem unbearbeiteten Rohteil zumindest an den dafür vorgesehenen Stellen eine Oberflächenbeschichtung aus einem galvanisch- und säurebe­ ständigen Material aufzubringen und erst anschließend die mechanische, insbesondere spanende Bearbeitung der erforder­ lichen Bereiche am metallischen Bauteil durchzuführen. An­ schließend können ggf. ausschließlich die mechanisch bear­ beiteten Bereiche des metallischen Bauteiles mit einer kor­ rosionsbeständigen, galvanischen Oberflächenbehandlung ver­ sehen werden (vorzugsweise Verzinken oder Eloxieren), wo­ durch sich eine erhebliche Reduzierung des aufgewendeten Material- Energiebedarfes ergibt. Im einzelnen werden die unbearbeiteten Rohteile vorzugsweise vollständig mit der Oberflächenbeschichtung versehen, wobei beim anschließenden mechanischen Bearbeitungsschritt diese Beschichtung wieder teilweise entfernt wird. An exakt diesen, insbesondere spa­ nend bearbeiteten Stellen wird dann die korrosionsbeständi­ ge, galvanische Oberflächenbehandlung angewendet. Ein der­ artiges Herstellverfahren, das sich auf unterschiedlichste Arten von metallischen Bauteilen übertragen läßt, gestattet einen erheblich vereinfachten Fertigungsablauf.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn das unbearbeitete Rohteil durch Gießen hergestellt ist und ohne­ hin innerhalb des Herstellungsprozesses eine mechanische Bearbeitung sowie eine Oberflächenbeschichtung erfährt.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das galvanisch- und säurebeständige Material zur Beschichtung zumindest ei­ nen Polyamid-Anteil bzw. einen Epoxidharz-Anteil und dient in erster Linie zum Oberflächenschutz des behandelten metal­ lischen Bauteiles. Ergänzend dazu läßt sich die Beschichtung mit Farbpigmenten versehen, wodurch sich eine farbliche Kennzeichnung des metallischen Bauteiles durch die Oberflä­ chenbeschichtung ergibt. Die Verwendung von Polyamid bzw. Epoxidharz innerhalb der Beschichtung ergibt eine besonders robuste, für eine spätere Zerspanung geeignete und wider­ standsfähige Beschaffenheit der Beschichtung. Die Wider­ standsfähigkeit der Beschichtung ist erforderlich, um eine Beschädigung durch die auftretenden hohen Spanndrücke wäh­ rend der mechanischen Bearbeitung bzw. durch die spanende Bearbeitung selbst zu verhindern, sowie auch bei der nach­ folgenden galvanischen Oberflächenbehandlung.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz des beschriebenen Her­ stellverfahrens bei Elementen von Kraftfahrzeug-Radbremsen, insbesondere bei Bremsträgern oder Bremssätteln von Schei­ benbremsen. In diesem Fall dient die galvanisch- und säure­ beständige Beschichtung des Bremsträgers bzw. des Bremssat­ tels in erster Linie dem Oberflächenschutz, kann aber durch­ aus auch zur farblichen Markierung der entsprechenden Bau­ teile verwendet werden.

Anhand der Zeichnung wird das Herstellverfahren exemplarisch für Bremsenbauteile im folgenden näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 drei Ansichten eines Bremsträgers, der sowohl teil­ weise spanend bearbeitet ist als auch mit einer Oberflächenbeschichtung versehen ist.

Der in Fig. 1 in drei Ansichten dargestellte Bremsträger 1, der mittels des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens gefer­ tigt wurde, besteht im wesentlichen aus einem parallel zu einer nicht gezeigten Bremsscheibe verlaufenden Basis­ abschnitt 2 sowie zwei axial die Bremsscheibe überragenden Bremsträgerarmen 3. Mit dem Basisabschnitt 2 wird der Brems­ träger 1 mittels zweier Durchgangsbohrungen 4 üblicherweise am Achsschenkel eines Kraftfahrzeuges verschraubt. An den Bremsträgerarmen 3 sind axial sich erstreckende Führungs­ nuten 5 vorgesehen, an denen nicht gezeigte Bremsbeläge axi­ al verschiebbar geführt und abgestützt sind. Des weiteren besitzt der Basisabschnitt 2 zwei Gewindebohrungen 6, an denen über nicht gezeigte Führungsbolzen ein Bremssattel axial verschiebbar geführt ist.

Im allgemeinen wird das unbearbeitete Rohteil eines derarti­ gen Bremsträgers 1 üblicherweise durch ein Gußverfahren her­ gestellt. Damit ist zur Schaffung definierter Oberflächen im Bereich der Bohrungen 4, 6 sowie der Führungsnuten 5 eine mechanische Bearbeitung des Rohteiles erforderlich. Danach ist eine korrosionsbeständige, galvanische Oberflächenbe­ handlung notwendig. In einigen Anwendungsfällen wird zusätz­ lich noch eine Oberflächenbeschichtung des gesamten Brems­ trägers, entweder zur farblichen Kennzeichnung oder aber zum allgemeinen Oberflächenschutz, gewünscht. Zur Realisierung der Oberflächenbeschichtung, der mechanischen Bearbeitung sowie der korrosionsbeständigen, galvanischen Oberflächenbe­ handlung wird ein mehrstufiges, kostengünstiges Herstell­ verfahren vorgeschlagen. Dazu wird das Bremsträgerrohteil zunächst vollständig mit einer galvanisch- und säurebestän­ digen Oberflächenbeschichtung versehen. Dabei besteht die Beschichtung insbesondere aus einem Polyamid-Material oder Epoxidharz, wodurch sich eine äußerst robuste und wider­ standsfähige Beschaffenheit der Beschichtung 7 ergibt. Vor­ teilhafterweise können der Beschichtung 7 Farbpigmente zu­ gegeben werden, wodurch der Bremsträger 1 entweder gezielt farblich markiert oder aber aus Designgründen beliebig ein­ gefärbt werden kann. Dabei kann die Oberflächenbeschichtung 7 entweder durch einen Lackiervorgang oder aber durch einen Pulverbeschichtungsvorgang aufgetragen werden. Anschließend wird der vollständig an seiner Oberfläche beschichtete Bremsträger 1 an den entsprechenden Stellen mechanisch, ins­ besondere spanend bearbeitet. An den spanend bearbeiteten Stellen, insbesondere den Bohrungen 4, 6 und den Führungs­ nuten 5, die innerhalb der Zeichnung kariert schraffiert dargestellt sind, wird die vorzugsweise farbige Oberflächen­ beschichtung 7 wieder abgetragen und es kommt der rohe, nicht korrosionsgeschützte Bremsträgerwerkstoff zum Vor­ schein. Dabei wirkt sich die widerstandsfähige Beschaffen­ heit der Oberflächenbeschichtung 7 insofern vorteilhaft aus, daß die Beschichtung die hohen Spanndrücke während der me­ chanischen Bearbeitung sowie die spanende Bearbeitung selbst nahezu beschädigungsfrei übersteht ohne sich vom Bremsträger 1 zu lösen. Zum Korrosionsschutz der spanend bearbeiteten Oberflächen (karierte Teilflächen in Fig. 1) wird der be­ schichtete und spanend bearbeitete Bremsträger 1 abschlie­ ßend einer korrosionsbeständigen, galvanischen Oberflächen­ behandlung unterzogen. Im Vergleich zu bisherigen Herstel­ lungsprozessen, bei denen unmittelbar das mechanisch bear­ beitete Fertigteil galvanisch behandelt und anschließend ggf. mit einer Farbschicht versehen wurde, ergibt sich für das erfindungsgemäße Herstellverfahren eine stark reduzierte galvanisch zu behandelnde Oberfläche am Bremsträger 1, wo­ durch sich eine erhebliche Reduzierung des anfallenden Material- und Energiebedarfes während der galvanischen Ober­ flächenbehandlung ergibt. Dabei wird innerhalb des Kraft­ fahrzeugbereiches als galvanischer Bearbeitungsschritt übli­ cherweise das Verzinken gewählt. Grundsätzlich läßt sich jedoch das beschriebene Herstellverfahren nicht ausschließ­ lich auf Werkstücke auf Eisen- bzw. Stahlbasis (insbesondere verzinken als galvanischer Bearbeitungsschritt) sondern auch auf Werkstücke mit Aluminiumanteil (insbeondere Eloxieren als galvanischer Bearbeitungsschritt) anwenden.

Das Bremsträgerfertigteil 1 besitzt damit an seinen mecha­ nisch bearbeiteten Oberflächen einen korrosionsbeständigen, galvanischen Oberflächenschutz sowie an seiner sonstigen Oberfläche eine durchgehende, in der Regel farbliche Be­ schichtung 7. Die Oberflächenbeschichtung 7 hat neben ihrer Schutzwirkung und ihrem gestalterischen Effekt außerdem noch eine durchaus spürbare, dämpfende Auswirkung auf die Brems­ geräusche infolge ihrer elastischen Konsistenz und daraus resultierender Dämpfungseffekte.

Das beschriebene Herstellverfahren für eine Beschichtung von mechanisch bearbeiteten Bauteilen ist selbstverständlich nicht ausschließlich auf einen Bremsträger 1 oder aber einen nicht gezeigten entsprechenden Bremssattel anwendbar, son­ dern vielmehr auf alle metallischen Bauteile, die sowohl eine mechanische Oberflächenbearbeitung als auch eine Ober­ flächenbeschichtung erfordern.

Claims (7)

1. Herstellverfahren zur Beschichtung eines mechanisch be­ arbeiteten, metallischen Bauteiles (1), ausgehend vom unbearbeiteten Rohteil, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensablauf:

• - zumindest teilweise, vorzugsweise vollständige Ober­ flächenbeschichtung des metallischen Bauteiles (1) mit einem galvanisch- und säurebeständigen Material,
• - mechanische, insbesondere spanende Bearbeitung der erforderlichen Bereiche des metallischen Bauteiles (1),
• - korrosionsbeständige Oberflächenbehandlung aus­ schließlich der mechanisch bearbeiteten Bereiche des metallischen Bauteiles.

2. Herstellverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das unbearbeitete Rohteil durch Gießen herge­ stellt ist.

3. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das unbearbeitete Roh­ teil aus einem Werkstoff mit Eisenanteil besteht.

4. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das unbearbeitete Roh­ teil aus einem Werkstoff mit Aluminiumanteil besteht.

5. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das galvanisch- und säurebeständige Material zur Oberflächenbeschichtung zumindest einen Polyamid-Anteil aufweist.

6. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das galvanisch- und säurebeständige Material zur Oberflächenbeschichtung zumindest einen Epoxidharz-Anteil aufweist.

7. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bauteil um ein Element einer Kraftfahrzeug-Radbremse handelt, insbesondere um einen Bremsträger (1) oder einen Brems­ sattel einer Scheibenbremse.