DE2330390C3 - Verfahren zum Herstellen einer verschleißfesten Oberfläche auf einem zylindrischen Werkstück - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer verschleißfesten Oberfläche auf einem zylindrischen WerkstückInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer verschleißfesten Oberfläche auf einem zylindrischer.
Werkstück durch Eindrücken eines körnigen Schleifmittels in die Oberfläche mittels eines Preßwerkzeugs.
Ein Verfahren dieser Art ist auc der CH-PS 3 17 214 bekannt.
Bei diesem Verfahren wird als Preßwerkzeug eine Rolle verwendet, die auf der Oberfläche des Werkstücks
abläuft. Das Schleifmittel wird deshalb nur in diese Oberfläche hineingedrückt. Dabei werden in der
Oberfläche Einkerbungen gebildet, die der Größe des jeweiligen Schleifkorn entsprechen. Es ist deshalb klar,
daß die Schleifkörner aus diesen Einkerbungen verhältnismäßig leicht herausfallen, wenn die Oberfläche
beansprucht wird. Demgemäß wird es bei diesem Verfahren auch bevorzugt, die Schleifkörner durch ein
Bindemittel auf der Oberfläche zu befestigen.
Der Erfindung lag demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das vorstehende Verfahren in der Weise zu
verbessern, daß eine bessere Haftung des Schleifmittels auch ohne Bindemittel erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das körnige Schleifmittel als flüssige Aufschlämmung
oder als Paste durch in axialer Richtung des Werkstücks sich erstreckende Bearbeitungsleisten des
sich drehenden und in axialer Richtung des Werkstücks hin- und herbewegten Preßwerkzeugs in die hierdurch
in der Werkstückoberfläche gebildeten, sich kreuzweise schneidenden, schraubenförmigen Schleifriefen eingebettetwird.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Bearbeitung von Lagerflächen und Laufflächen für
Zylinder und Zylinderbüchsen von Kolbenmaschinen jeglicher Art, wie z. B. Brennkraftmaschinen oder
Pumpen. Die gleiche Bearbeitung kann jedoch auch auf äußeren Laufflächen vorgenommen werden, wie z. B.
auf Kolben. Die Werkstücke sollen dabei eine hohe 5 Oberflächenhärte aufweisen, wie dies beispielsweise bei
Flußstahl oder bei Temperguß der Fall ist Das Verfahren kann auch bei Zylindern aus keramischen
oder sonstigen Werkstoffen verwendet werden.
Es stellt ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen
Verfahrens dar, das Werkstücke aus Flußstahl oder schmiedbaren Gußeisen oder sonstigen Eisen oder Stahl
von niedriger Güte bearbeitet werden können, bei der durch Einbetten harter Schleifmittelteilchen eine Vergütung
der bearbeiteten Oberfläche im Sinne einer erhöhten Abnutzungsbeständigkeit erzielt werden kann.
Es hat sich gezeigt, daß bei der Benutzung solcher Lauf- und Lagerflächer; die eingebetteten Schleifmittelkörner
in der Oberfläche verbleiben und nicht beim Betrieb der Maschine aus den Riefen freikommen. Die
Riefen dienen dabei auch als Schmiernuten zum Zurückhalten des Schmieröls.
Die Schleifriefen haben sehr kleine Abmessungen und liegen dicht beieinander. Ihre Tiefe und ihr Abstand
voneinander hängen von der Größe der Schleifmittelteilchen und der Geschwindigkeit der Drehbewegung
und der hin- und hergehenden Bewegung der Bearbeitungsleisten ab. Die Größe der Schleifmittelteilchen und
die Geschwindigkeit kann z. B. so bemessen sein, daß die
' Schleiiriefen eine Tiefe und einen Abstand in der Größenordnung von 0,001 bis 0,003 mm haben. Die
Nuten sind im allgemeinen nicht fortlaufend, sondern brauchen sich nur über ein kurzes Stück längs der
Arbeitsfläche zu erstrecken. Dabei wird eine beträchtliche Zahl von Schleifmittelteilchen in die Arbeitsoberfläche
eingebettet, die die Lagerfläche bildet.
Das Schleifmittel besteht vorzugsweise aus Siliciumcarbid, das nach Möglichkeit keine scharfen Ecken oder
Spitzen aufweist.
Vorzugsweise wird die Behandlung wiederholt, wobei dann zur Nachbehandlung ein Schleifmittel von kleinerer Korngröße verwendet wird. Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch diese Nachbehandlung eine glattere Oberfläche von geringerem Reibungswiderstand und hoher Verschleißfestigkeit mit einer großen Anzahl von eingebetteten Schleifmittelkörnern erzielt werden kann. Durch diese Nachbehandlung werden scharfe Spitzen zwischen den Nuten beseitigt, ohne die bei der ersten Bearbeitung eingeschnittene Schleifnuten in ihrer Auswirkung zu beeinträchtigen. Vielmehr kann die Nachbearbeitung dazu führen, daß weitere Teilchen in schraubenförmig eingeschnittene Nuten eingebettet werden. Soweit ursprünglich eingebettete Teilchen zu tief sitzen oder zu weit aus der Oberfläche hervorstehen, werden überstehende Spitzen bei der zweiten Bearbeitung beseitigt oder unzureichend fest eingebettete Teilchen aus der Oberfläche entfernt. Es wird dabei bevorzugt, im ersten Arbeitsgang ein Schleifmittel der Korngröße von etwa 0,115 mm und im zweiten Arbeitsgang ein Schleifmittel der Korngröße von 0,063—0,051 mm zu verwenden.
Vorzugsweise wird die Behandlung wiederholt, wobei dann zur Nachbehandlung ein Schleifmittel von kleinerer Korngröße verwendet wird. Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch diese Nachbehandlung eine glattere Oberfläche von geringerem Reibungswiderstand und hoher Verschleißfestigkeit mit einer großen Anzahl von eingebetteten Schleifmittelkörnern erzielt werden kann. Durch diese Nachbehandlung werden scharfe Spitzen zwischen den Nuten beseitigt, ohne die bei der ersten Bearbeitung eingeschnittene Schleifnuten in ihrer Auswirkung zu beeinträchtigen. Vielmehr kann die Nachbearbeitung dazu führen, daß weitere Teilchen in schraubenförmig eingeschnittene Nuten eingebettet werden. Soweit ursprünglich eingebettete Teilchen zu tief sitzen oder zu weit aus der Oberfläche hervorstehen, werden überstehende Spitzen bei der zweiten Bearbeitung beseitigt oder unzureichend fest eingebettete Teilchen aus der Oberfläche entfernt. Es wird dabei bevorzugt, im ersten Arbeitsgang ein Schleifmittel der Korngröße von etwa 0,115 mm und im zweiten Arbeitsgang ein Schleifmittel der Korngröße von 0,063—0,051 mm zu verwenden.
Der Arbeitsdruck muß so hoch bemessen sein, daß mindestens einzelne Schleifkörper anfangen, Riefen in
die zu bearbeitende Oberfläche einzuschneiden, die nach und nach tiefer werden, bis schließlich einzelne
Teilchen in die Oberfläche eingebettet sind. Der zum Einbetten von Schleifmittelteilchen erforderliche
Schleifdruck beträgt vorzugsweise etwa 0,7 bis 1,4 atü. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich,
einen beträchtlichen Teil der Lagerfläche mit Schleifkornteilchen zu bedecken, beispielsweise bis zu 50%.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine gemäß der Erfindung bearbeitete Zylinderbüchse;
Fig.2 einen Längsschnitt im vergrößerten Maßstab
durch die Zylinderbüchse nach einem ersten Einbetten von Schleifmittelteilchen;
Fig.3 den gleichen Schnitt wie Fig.2 nach einer
zweiten Behandlung;
F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren an einer
Außenfläche eines Kolbens durchgeführt werden kann; und
F i g. 5 einen Querschnitt durch die Vorrichtung von Fig. 4.
In F i g. 1 bezeichnet 10 die Wand der Zylinderbüchse.
11 sind die durch das Verfahren gebildeten schraubenförmigen Schleifriefen und 12 bezeichnet Schleifmittelkörner
jeweils am Ende einer Riefe.
F i g. 2 zeigt einen stark vergrößerten Schnitt durch die Zylinderbüchse von F i g. 1 nach einer ersten
Bearbeitung mit einem Schleifmittel einer Korngröße von etwa 0,115 mm. Manche Teilchen stehen über die
bearbeitete Innenfläche der Wand etwas vor. Für manche Fälle kann dies ausreichen.
Fig.3 zeigt einen stark vergrößerten Schnitt nach
einer zweiten Behandlung mit einem Schleifmittel einer Korngröße von 0,063—0,051 mm. Es ist ersichtlich, daß
die Schleifmittelteilchen 12 und auch die Spitzen zwischen den Schleifriefen abgearbeitet sind Die
Zylinderbüchsenwand besitzt also eine mit Schleifnuten versehene Innenfläche, die eine große Anzahl von
eingebetteten harten Schleifkornteilchen mit geglätteten Oberflächen aufweist.
Gemäß Fig.4 und 5 wird die Oberfläche eines Kolbens P mit Bearbeitungsleisten bearbeitet. Der
Kolben ist dabei mit einem Halter 13a an einer Welle 13 angebracht. Er sitzt konzentrisch in einem Preßwerkzeug
in Form einer ortsfesten Hülse 14, die mehrere um die Zylinderoberfiäche verteilt liegende achsenparallele
Bearbeitungsleisten 14a aufweist, die durch Federn an die- Oberfläche des Kolbens angedrückt werden. Wie
durch die eingezeichneten Doppelpfeile kenntlich gemacht ist, können die Bearbeitungsleisten 14a in
ihrem Halter auch in axialer Richtung hin- und herbewegt »verden, wobei sie durch Federn 15 an eine
Taumelscheibe 16 angedrückt werden. Für die Bearbeitung wird Schleifmasse von oben her in die Bearbeitungsvorrichtung
eingefüllt, die natürlich in einem entsprechenden Gehäuse umläuft, wobei dann die sich
kreuzenden überschneidenden Schleifriefen entstehen und einzelne Schleifkörner in die Außenfläche des
Kolbens eingebettet werden.
Hierzu ? Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen einer verschleißfesten Oberfläche auf einem zylindrischen Werkstück
durch Eindrücken eines körnigen Schleifmittels in die Oberfläche mittels eines Preßwerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige
Schleifmittel (12) als flüssige Aufschlämmung oder als Paste durch in axialer Richtung des Werkstücks
(10) sich erstreckende Bearbeitungsleisten {14a) des sich drehenden und in axialer Richtung des
Werkstücks (10) hin- und herbewegten Preßwerkzeugs (14) in die hierdurch in der Werkstückoberfläche
gebildeten, sich kreuzweise schneidenden, schraubenförmigen Schleifriefen (11) eingebettet
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als körniges Schleifmittel Siliciumcarbid verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsgang mit einem
Schleifmittel kleinerer Korngröße wiederholt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Arbeitsgang ein Schleifmittel
der Korngröße von etwa 0,115 mm und im zweiten Arbeitsgang ein Schleifmittel der Korngröße 0,063
bis 0,051 mm verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bearbeitungsleisten
(Ma^ein Druck von 0,7 bis 1,4 atü auf die
Oberfläche des Werkstücks (10) ausgeübt wird.
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8314 | Invalidation rejected |