DE20320299U1 - Laser structuring of metal surfaces is used to achieve a specific surface roughness and is used in engine components - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Bauteil nach dem Anspruch 1 und eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines derartigen Bauteils nach dem Anspruch 7.The invention relates to a component according to claim 1 and an apparatus for processing such Component according to claim 7.
Derartige Strukturen haben den Zweck, eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Lageraufnahme und einer in dieser Lageraufnahme aufgenommen Lagerschale herzustellen, so daß im Betrieb eine Relativbewegung zwischen der Lageraufnahme und der Lagerschale und somit ein Fressen der Lagerschale in der Lageraufnahme verhindert ist.The purpose of such structures is a frictional Connection between the warehouse and one in this warehouse produce recorded bearing shell, so that a relative movement during operation between the bearing holder and the bearing shell and thus an eating of Bearing shell in the bearing seat is prevented.
Bekannte Lösungen sehen vor, die Innenumfangsfläche der Lagerbohrung mechanisch mittels Honen zu bearbeiten. Ein Honstein wird in die Lageraufnahme eingebracht und in dieser bevorzugterweise in einer sich translatorisch und rotatorisch überlagernden Bewegung entlang der Innenumfangsfläche geführt. Dadurch ergibt sich ein Kreuzschliff, der aufgrund seiner diagonal und sich kreuzenden Vertiefungen einem Verrutschen der Lagerschale entgegen wirken soll.Known solutions provide the inner peripheral surface of the Machining the bearing bore mechanically by honing. A honing stone is introduced into the bearing receptacle and preferably in this in a translationally and rotationally superimposed movement along the inner peripheral surface guided. This results in a cross section, due to its diagonal and intersecting depressions a slipping of the bearing shell counteract.
Nachteilig an diesen Lösungen ist, daß der Honstein einem mechanischen Verschleiß unterliegt, so daß die beim Honen erzeugten Vertiefungen unregelmäßige Geometrien aufweisen und somit kein optimaler Reibschluß zwischen der Lagerschale und der Lageraufnahme erreichbar ist.The disadvantage of these solutions is that the honing stone is subject to mechanical wear, so that the Indentations created during honing have irregular geometries and therefore no optimal friction between the bearing shell and the bearing seat can be reached.
Ein anderer Nachteil ist, daß das zu bearbeitende Werkstück bei den bekannten mechanischen Verfahren mit einer zusätzlichen Kraft beaufschlagt wird, die ungün stige Spannungen in dem fertigbearbeiteten Bauteil hervorrufen können.Another disadvantage is that that too machining workpiece in the known mechanical processes with an additional Force is applied, the unfavorable Can cause stress in the finished component.
Des Weiteren ist nachteilig, daß mit dem Honen nur eine stark begrenzte Anzahl von verschiedenen Strukturen realisierbar ist, so daß auf individuelle Anforderungen meist nicht reagiert werden kann.A further disadvantage is that with the Honing only a very limited number of different structures is feasible so that on individual requirements can usually not be responded to.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bauteil und eine Vorrichtung zu dessen Bearbeitung zu schaffen, bei denen die vorgenannten Nachteile beseitigt sind und eine gleichbleibend hohe Qualität von Anlageflächen ermöglicht ist.Object of the present invention is to a component and a device for its processing create in which the aforementioned disadvantages are eliminated and a consistently high quality of contact surfaces allows is.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bauteil mit den Merkmalen nach dem Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach dem Anspruch 7.This task is solved by a component with the features of claim 1 and by a Device with the features according to claim 7.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, zur Bildung von Oberflächenstrukturen in Form von vorzugsweise linienartigen Vertiefungen in Anlageflächen zweier kraftschlüssig verbundener Körper, die Vertiefungen in die zu behandelnde Anlagefläche über einen Laserstrahl einzubringen. Dabei können die Vertiefungen abschnittsweise ausgebildet sein oder sich über die gesamte Anlagefläche erstrecken.The invention provides for education of surface structures in the form of preferably line-like depressions in contact surfaces of two force fit connected body, bring the wells into the contact surface to be treated using a laser beam. The Wells may be formed in sections or over the entire investment area extend.
Vorzugsweise ist der eine Körper bzw. das eine Werkstück ein Pleuel oder eine Kreuzgelenkgabel und die zu behandelnde Anlagefläche die Innenumfangsfläche einer Lageraufnahme. Der zweite Körper ist dementsprechend eine Lagerschale, die in der Lageraufnahme aufgenommen ist. Durch die gelaserte Struktur wird die Innenumfangsfläche aufgerauht, so daß diese im gefügten Zustand gegenüber der anliegenden Außenumfangsfläche der Lagerschale eine Bremswirkung hat und somit keine Relativbewegung zwischen der Lageraufnahme und der Lagerschale der Lagerschale erfolgt.The one body or the one workpiece a connecting rod or a universal joint fork and the contact surface to be treated Inner circumferential surface a warehouse inventory. The second body is accordingly one Bearing shell, which is included in the bearing holder. Through the lasered structure, the inner peripheral surface is roughened, so that this in the joined State compared to the adjacent outer peripheral surface of the Bearing shell has a braking effect and therefore no relative movement between the bearing holder and the bearing shell of the bearing shell.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß durch das Lasern Strukturen reproduzierbarer Qualität herstellbar sind, so daß bei einer Großserienfertigung des zu bearbeitenden Körpers bzw. Werkstücks eine gleichbleibend hohe Qualität und somit z.B. bei Pleueln eine hohe Führungsgenauigkeit an einer Kurbelwelle erreicht werden kann.There is an advantage of the solution according to the invention in that by the structures of reproducible quality can be produced by lasering, so that at a Mass production of the body to be processed or workpiece a consistently high quality and thus e.g. in the case of connecting rods, high guidance accuracy on one Crankshaft can be reached.
Außerdem sind über eine entsprechende Ansteuerung des Lasers praktisch beliebige Geometrien herstellbar, wie z.B. eine Kreuzstruktur, eine Parallelstruktur oder eine Punktmatrix. Vorzugsweise weisen die Kreuzstruktur, die Parallelstruktur und die Punktmatrix Auswürfe auf, so daß sich im Querschnitt eine sägezahnartige Struktur ergibt. Dabei wird die Struktur bevorzugterweise so gewählt, daß sich beim Fügen selbst, d.h. beim Einsetzen der Lagerschale in die Lageraufnahme die Struktur nicht negativ auswirkt, d.h. es erfolgt kein Haken der sich berührenden Anlageflächen oder ein Versetzen der eingesetzten Lagerschale.They are also about one appropriate control of the laser practically any geometry producible, e.g. a cross structure, a parallel structure or a dot matrix. Preferably, the cross structure have the Parallel structure and the dot matrix ejections so that in the Cross section of a sawtooth Structure results. The structure is preferably chosen so that the Joining yourself, i.e. the structure when inserting the bearing shell into the bearing seat does not have a negative effect, i.e. there is no ticking of the touching contact surfaces or moving the bearing shell used.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Laserstrahl keinem Verschleiß unterliegt und somit Wartungsintervalle wesentlich verlängert sind. Des Weiteren werden durch den Laserstrahl aus der Anlagefläche herausgelöste Partikel überwiegend verdampfen, so daß zum einen weniger Schmutz entsteht und zum anderen auf einen dem Strukturieren der Anlagefläche nachgeschalteten Arbeitsschritt zur Reinigung der behandelten Anlagefläche entfallen kann.Another advantage is that the Laser beam is not subject to wear and thus maintenance intervals are significantly extended. Furthermore Most of the particles released from the contact surface by the laser beam evaporate so that to one creates less dirt and the other on structuring the contact surface downstream work step for cleaning the treated contact surface can be omitted.
Bevorzugterweise ist die Anlagefläche vor dem Strukturieren mit definierter Schneide derart feingedreht, daß ein Mittenrauhwert Ra = 0,8μm bis 2,5μm und eine gemittelte Rauhtiefe Rz = 5μm bis 20μm erzielt ist.The contact surface is preferably in front of the Structuring with a defined cutting edge turned so fine that a center roughness value Ra = 0.8 µm up to 2.5μm and an average roughness depth Rz = 5μm to 20μm is achieved.
Der Laser ist erfindungsgemäß außerhalb der Lageraufnahme angeordnet. Dabei kann der Laserstrahl über eine zentral über der Lageraufnahme positionierte Schwenkspiegeleinrichtung mit einem Schwenkspiegel auf die Innenumfangsfläche umgelenkt werden. Durch eine entsprechende Drehung und Kippung des Schwenkspiegels ist somit die gesamte Innenumfangsfläche gleich rotationssymmetrisch zugänglich.The laser is outside of the invention Stock picking arranged. The laser beam can pass through a centrally above swivel mirror device positioned in the bearing seat with a swivel mirror on the inner circumferential surface be redirected. By turning and tilting the Swiveling mirror, the entire inner circumferential surface is the same accessible in a rotationally symmetrical manner.
Das Pleuel wird vornehmlich auf einem Auflagetisch mit einem Absaugkanal eingespannt. Der Absaugkanal mündet in einer Absaugeinrichtung, so daß beim Einbringen des Musters verdampfte Partikel sofort abgesaugt bzw. abgeblasen werden.The connecting rod is mainly on one Support table clamped with a suction channel. The suction channel ends in a suction device so that when the pattern is introduced evaporated particles are sucked off or blown off immediately.
Um Arbeitsschutzvorschriften wie
z.B. Laserschutz Klasse
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht einen Laser zur Erzeugung eines Laserstrahls, eine Schwenkspiegeleinrichtung mit einem 3D-Schwenkspiegel zum Umlenken des Laserstrahls auf eine zu bearbeitende Anlagefläche eines Körpers bzw. Werkstücks, insbesondere eine Innenumfangsfläche einer Lageraufnahme eines Pleuels oder einer Kreuzgelenkgabel, eine Auflageeinrichtung zum Einspannen des Werkstücks, vorzugsweise mit einem Absaugkanal zur Beseitigung von Verschmutzungen, und eine Schutzhaube zur Schaffung eines von der Umgebung getrennten Arbeitsraums für das Pleuel vor.The device according to the invention sees one Laser for generating a laser beam, a swivel mirror device with a 3D swivel mirror to deflect the laser beam onto one to be machined of a body or workpiece, in particular an inner peripheral surface a bearing of a connecting rod or a universal joint fork, one Support device for clamping the workpiece, preferably with a Suction channel to remove dirt, and a protective hood to create a separate working space for the connecting rod in front.
Aufgrund der geringen erforderlichen Leistung zum Einbringen der Strukturen, sind einfache, am Markt verfügbare Beschriftungslaser, vorzugsweise Nd: YAG-Laser einsetzbar.Because of the low required Performance to bring the structures are simple, on the market available Marking laser, preferably Nd: YAG laser can be used.
Alternativ kann zur Schaffung des Arbeitsraums entweder die Schutzhaube absenkbar oder die Auflageeinrichtung mit einer Hubeinrichtung ausgebildet sein.Alternatively, to create the Work area either the protective hood can be lowered or the support device be designed with a lifting device.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auflageeinrichtung als drehbarer Rundtisch ausgeführt, an dessen Außenumfang zumindest eine Schwenkspiegeleinrichtung vorgesehen ist.In a preferred embodiment the support device is designed as a rotatable rotary table its outer circumference at least one swivel mirror device is provided.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine Schwenkspiegeleinrichtung über einen Drehtisch an dem Rundtisch gelagert.In another preferred embodiment is at least one swivel mirror device on a turntable on the Rotary table stored.
Sonstige vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Other advantageous embodiments are Subject of further subclaims.
Im Folgenden erfolgt eine ausführliche Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand schematischer Darstellungen. Es zeigenThe following is a detailed one explanation preferred embodiments the invention based on schematic representations. Show it
Die in
Vorzugsweise sind die Kreuzstruktur
Die Punktmatrix
Grundsätzlich sind beliebige Muster
Zur Reduzierung der Hitzeeinbringung
in die Innenumfangsfläche
Sämtliche
Muster
Bevorzugterweise ist die Innenumfangsfläche
Die Auflageeinrichtung
Zur Beseitigung von Verschmutzungen
aus der bearbeiteten Innenumfangsfläche
Das Pleuel
Durch die vorteilhafte Anordnung
des Pleuels
Die Schwenkspiegeleinrichtung
Die Schwenkspiegeleinrichtung
Zusätzlich zur Dreh- und Kippbewegung
des 3D-Schwenkspiegels
Um Arbeitsschutzvorschriften, insbesondere Laserschutz
Klasse
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Oberflächenstrukturierung,
insbesondere zum Einbringen von linienartigen Vertiefungen
Die
Derartige Anordnungen sind besonders
zur Erhöhung
der Ausbringung vorteilhaft. Des Weiteren ist an den Anordnungen
gemäß den
Vorzugsweise entspricht die Anzahl
der Schwenkspiegeleinrichtungen zumindest der halben Anzahl der
in die Anlageflächen
Gemäß
Der Rundtisch
Gemäß
Die relative Ausrichtung der Schwenkspiegeleinrichtungen
Offenbart ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Oberflächenstrukturieren von Anlageflächen zweier reibschlüssig miteinander verbundenen Körpern mittels eines Lasers.One method and one is disclosed Surface structuring device of contact surfaces two frictionally interconnected bodies using a laser.
- 22
- großes Augebig eye
- 44
- Pleuelpleuel
- 66
- Lagerdeckelbearing cap
- 8_8th_
- Lagerbodenbearing housing
- 1010
- Lageraufnahmebearing seat
- 1212
- Bohrungdrilling
- 1414
- Lagerschalebearing shell
- 1616
- LagerschalenbogenBearing shell bow
- 1818
- LagerschalenbogenBearing shell bow
- 2020
- InnenumfangsflächeInner circumferential surface
- 2222
- AußenumfangsflächeOuter circumferential surface
- 2424
- Kreuzstrukturcross structure
- 2626
- Parallelstrukturparallel structure
- 2828
- Vertiefungdeepening
- 3030
- Vorrichtungcontraption
- 3232
- Auflageeinrichtungsupport device
- 3434
- SchwenkspiegeleinrichtungSwivel mirror device
- 3636
- Absaugkanalsuction
- 3838
- Oberseitetop
- 4040
- Unterseitebottom
- 4242
- Laserstrahllaser beam
- 4444
- Schwenkspiegelswivel mirror
- 4646
- Schutzhaubeguard
- 4848
- Außenumgebungexternal environment
- 5050
- Innenrauminner space
- 6060
- Dichtlippesealing lip
- 6262
- Punktmatrixdot matrix
- 6464
- Kratercrater
- 6666
- Auswurfejection
- 6868
- Außenumfangouter periphery
- 7070
- Winkelarmangle arm
- 7272
- Seitepage
- 7474
- Seitepage
- 7676
- InnenumfangsabschnittInner peripheral portion
- 7878
- InnenumfangsabschnittInner peripheral portion
- 8080
- InnenumfangsabschnittInner peripheral portion
- 8282
- InnenumfangsabschnittInner peripheral portion
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- Drehtischturntable
Claims (12)
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Applications Claiming Priority (4)
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DE20320299U DE20320299U1 (en) | 2002-08-02 | 2003-06-05 | Laser structuring of metal surfaces is used to achieve a specific surface roughness and is used in engine components |
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DE20320299U1 true DE20320299U1 (en) | 2004-04-22 |
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DE20320299U Expired - Lifetime DE20320299U1 (en) | 2002-08-02 | 2003-06-05 | Laser structuring of metal surfaces is used to achieve a specific surface roughness and is used in engine components |
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DE (1) | DE20320299U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2017207929A1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-07 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Rotating electrical machine comprising a rolling bearing including an inner ring having an axial end surface equipped with micro-projections |
-
2003
- 2003-06-05 DE DE20320299U patent/DE20320299U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2017207929A1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-07 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Rotating electrical machine comprising a rolling bearing including an inner ring having an axial end surface equipped with micro-projections |
FR3052202A1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-08 | Valeo Equip Electr Moteur | ROTATING ELECTRIC MACHINE WITH BEARING |
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Legal Events
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R207 | Utility model specification |
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|
R150 | Term of protection extended to 6 years |
Effective date: 20060927 |
|
R151 | Term of protection extended to 8 years |
Effective date: 20090716 |
|
R165 | Request for cancellation or ruling filed | ||
R443 | Decision by department | ||
R152 | Term of protection extended to 10 years |
Effective date: 20111117 |
|
R169 | Utility model cancelled in part |
Effective date: 20111128 |
|
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |