EP3036448A2 - Gleitfläche sowie werkzeug und verfahren zur herstellung einer solchen gleitfläche - Google Patents

Gleitfläche sowie werkzeug und verfahren zur herstellung einer solchen gleitfläche

Info

Publication number
EP3036448A2
EP3036448A2 EP14753259.2A EP14753259A EP3036448A2 EP 3036448 A2 EP3036448 A2 EP 3036448A2 EP 14753259 A EP14753259 A EP 14753259A EP 3036448 A2 EP3036448 A2 EP 3036448A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roughness
recesses
tool
sliding
better
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14753259.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Grützmacher
Emanuel GROß
Wolfgang Hafner
Matthias Weber
Jürgen REINGEN
Leo Schreiber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAG IAS GmbH Eislingen
Original Assignee
MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAG IAS GmbH Eislingen filed Critical MAG IAS GmbH Eislingen
Publication of EP3036448A2 publication Critical patent/EP3036448A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • B23H3/04—Electrodes specially adapted therefor or their manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/008—Surface roughening or texturing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/102—Construction relative to lubrication with grease as lubricant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/02—Crankshaft bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H2200/00—Specific machining processes or workpieces
    • B23H2200/10—Specific machining processes or workpieces for making bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H2300/00—Power source circuits or energization
    • B23H2300/10—Pulsed electrochemical machining
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00—Shaping
    • F16C2220/60—Shaping by removing material, e.g. machining
    • F16C2220/68—Shaping by removing material, e.g. machining by electrical discharge or electrochemical machining
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
    • F16C2223/02—Mechanical treatment, e.g. finishing
    • F16C2223/06—Mechanical treatment, e.g. finishing polishing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/54—Surface roughness

Definitions

  • the invention relates to a sliding surface of a sliding pair, in particular the plain bearing surface of a radial bearing, in particular the bearing points of a crankshaft in an internal combustion engine, on the one hand with respect to the engine block and on the other hand with respect to the connecting rods.
  • the corresponding structuring of the sliding surfaces is achieved by special processing steps such as grinding, finishing or honing, whereby, however, the specific arrangement of the depressions can not be specified, and also the scattering with respect to the size, in particular the depth, of these depressions is relatively large. Above all, the result of the structuring also depends heavily on the experience of the executing person.
  • ECM electrochemical erosion
  • three-dimensional surfaces are produced, for example, the recesses described in introduced into surfaces, usually only a removal of a maximum of 30 ⁇ with this method is economically reasonable.
  • crankshafts as workpieces
  • crankshafts for passenger car engines with high numbers of cylinders it is added that during machining they are unstable and thus difficult to position and also difficult to machine during structuring workpieces.
  • Diameter deviation maximum deviation from the specified nominal diameter of the trunnion
  • Roundness macroscopic deviation from the circular nominal contour of the bearing journal, indicated by the distance of the outer and inner enveloping circle,
  • Concentricity radial dimensional deviation with rotating workpiece, caused by an eccentricity of the rotating bearing point and / or a shape deviation of the bearing of the ideal circular shape, roughness in the form of the average single roughness
  • Rz the microscopic roughness of the surface of the bearing point representing value in the form of the sum the height of the highest profile peak and the depth of the deepest valley, averaged over five individual measuring distances
  • Ra arithmetic mean of the magnitudes of the coordinate value of the roughness profile within a single measurement path
  • - Stroke deviation dimensional deviation of the actual stroke (distance between the actual center of the journal bearing pin from the actual center of the center bearing), the target stroke and
  • Angular deviation in degrees or as a stroke-related measure of length in the circumferential direction specified deviation of the actual angular position of the pin bearing pin from its desired angular position relative to
  • the object is achieved by the roughness Rz is reduced in the structured area in the entire spaces between the wells over the roughness Rz in the non-structured areas of the sliding surface.
  • the areas between the recesses in the structured area should have a roughness R a of max. 0.2 ⁇ and / or a roughness R pk of max. 0.16 m.
  • the roughness Rz in the area between the recesses of the structured area should be at least 10%, better at least 20%, better at least 30% lower, than in the unstructured area. It has proven to be favorable that given in absolute values, the roughness Rz in the region between the depressions of the structured region is less than the depth of the depressions there, in particular less than 5 ⁇ , better less than 4 ⁇ , better less than 2 ⁇ .
  • the carrying proportion in the region between the depressions of the structured region should preferably be at least 50%, better at least 75%.
  • the roughness Rz should either increase or decrease between the wells with increasing distance from the wells, depending on the distance between two adjacent wells:
  • the roughness Rz between the recesses increases with increasing distance from the recesses. The low roughness in the surrounding area of the recesses is then sufficient to effect the desired reduction in friction.
  • the roughness Rz between the wells should decrease with increasing distance from the wells. Because of the small distance in this case in the entire space between the wells the required low roughness for minimizing the sliding friction is necessary.
  • the tips of the microscopic surface profile removed by the reduction of the roughness Rz should each yield a convexly curved surface, preferably giving a hemispherical curve, so that no level plateau of the worn tip is more present. As a result, the sliding friction is also kept low.
  • the object is achieved in that the elevations on the effective surface of the tool have an at least a factor of 2, better at least a factor of 3, better at least a factor of 5, greater height as the depth of the wells to be made with it.
  • the surface of the tool should have a roughness Ra in the region between the elevations which amounts to a maximum of 200%, better only a maximum of 50%, better still only a maximum of 20% of the roughness Ra of the surface to be produced at the corresponding point.
  • the object according to the invention is achieved by carrying out a roughness-reducing material removal in the structured area in the surface areas between the depressions, namely by the same method and in particular in the same working step as the introduction of the depressions.
  • the structuring and introduction of the recesses is preferably carried out by means of electrochemical removal, in particular pulsating electrochemical removal.
  • the aim of the method is that in the structured area in the entire intermediate area between the depressions a material removal of the surface takes place and in particular the roughness Rz is at least 10%, better at least 20%, better at least 30% less than in the non-structured area ,
  • the manufacturing parameters are chosen accordingly, ie - the height of the elevations of the tool relative to the depth of the wells to be produced
  • the structuring is carried out by introducing depressions and material removal between the depressions immediately after the grinding, so that the step of finishing in the structured region can be completely eliminated.
  • FIG. 1a shows a plan view of a structured region of a sliding surface
  • FIG. 1 b the enlarged view of a bearing point of a crankshaft
  • FIG. 2 a section through depressions in the sliding surface
  • Figure 3 an enlarged view of the tool in use on the
  • the friction in a hydrodynamic plain bearing in which between the two sliding surfaces of the sliding pair is a lubricant, usually oil, which is distributed by the relative movement of the sliding surfaces to each other over the sliding surface and forms a sliding film in the bearing gap, friction can be reduced when in The sliding surface 1 distributes many microscopically small, in this case viewed in plan view, recesses 27, as shown in FIG. 1 a in the plan view of a sliding surface 1.
  • a lubricant usually oil
  • 1b shows, as a typical application of such a structured sliding surface 1, a bearing point of a crankshaft 2, in which recesses 27 are usually introduced only in a structured area 11, namely borrowed a peripheral region 11a and usually only a certain width range 11b of the total width 12 of the bearing 1.
  • ECM electro-chemical manufacturing
  • an electrode which usually represents the negative shape of the sliding surface 1 to be produced, ie has elevations 26 on its active surface, is brought into the sliding surface 1 to be machined at a very close distance of a few ⁇ m.
  • the electrolyte in the working gap 3, metal ions are dissolved out of the surface of the workpiece and the elevations 26 of the tool 25 form as depressions 27 on the surface 1 of the workpiece 2 from.
  • the area fraction of the depressions within the structured area should be in the range of 15% to 40%.
  • the area fraction of the interspaces 5 between the depressions 27 in the structured region is therefore significantly larger than the area fraction of the depressions 27.
  • the friction-reducing effect of the recesses 27 stems from the depot effect for the lubricant, by virtue of the plurality of recesses 27, which have a small absolute distance from each other, especially at the beginning of the relative movement in the sliding bearing, the lubricant pulled out of the recess 27 and in the Interspaces 5 is distributed between the recesses 27 in the bearing gap.
  • at least the edge 9 of the recess through which the lubricant is pulled out during operation of the sliding bearing formed obliquely.
  • all flanks 9 designed the same and have a rounding 8 at the transition to the spaces 5 on.
  • FIG. 3 shows a possibility, as can be achieved by appropriate design of the tool 25 for the electrochemical removal:
  • the projections 26 formed on the active surface 24 of the tool 25, which are intended to image as recesses 27 in the surface of the workpiece 2, have a substantially greater height h than the depth t of the recesses 27 to be produced therewith.
  • the removal of material in this area can be adjusted so that only the tips of the microscopic surface profile of the surface of the workpiece 2 are removed, so in particular the abraded tips a convex, in particular semi-spherical, contour thus form according to the enlarged view in Figure 2 of Traganteil is increased and the roughness Rz and / or Ra is reduced.
  • the current flow between the tool 25 and workpiece 2 is not only exactly perpendicular to the macroscopic contact plane between the two parts, but from the corners of the elevations 26 of the current flows also directed perpendicular to the surface of the tool 25, for example, their elevations 26, in the form my so-called stray field 29, and thus reaches the surface of the workpiece 2 even in the edge regions 6 of the intermediate spaces 5, as shown in Figure 2 in the right half of the picture. Since the distances 21 between the recesses 27 - as shown in Figure 1a, but are usually a multiple of the diameter of the recesses 27, thereby not the entire surface of the interstices 5 is processed.
  • the microscopic structure of the surface of the tool 25 taking into account the given imaging accuracy, also corresponds to predetermined parameters with respect to roughness and bearing component, especially in the region between the elevations 26, as shown in FIG.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

Zur Reibungsverminderung in einem Gleitlager (1) ist es bekannt, die Gleitfläche (1) mittels ECM zu strukturieren durch Einbringen einer Vielzahl mikroskopisch kleiner Vertiefungen (27). Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, insbesondere im gleichen Arbeitsschritt, auch die Zwischenräume (6) zwischen den Vertiefungen (27) zu glätten, also die Spitzen des Oberflächenprofils abzutragen.

Description

Gleitfläche
I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Gleitfläche einer Gleitpaarung, insbesondere die Gleitlager-Fläche eines Radial-Lagers, insbesondere die Lagerstellen einer Kurbelwelle in einem Verbrennungsmotor, einerseits gegenüber dem Motorblock und andererseits gegenüber den Pleueln.
II. Technischer Hintergrund
Bei den Gleitflächen einer geschmierten Gleitpaarung ist es sowohl für die Größe der Gleitreibung als auch für die Lebensdauer der Gleitpaarung, insbesondere des Gleitlagers, essenziell, dass in möglichst allen Betriebszu- ständen ausreichend viel Schmiermittel und in möglichst gleichmäßiger Verteilung zwischen den Kontaktflächen der Gleitpaarung vorhanden ist. Kritisch ist dabei vor allem der Beginn der Relativbewegung zwischen den beiden Gleitflächen. Mit dem zunehmenden Einsatz von Start-Stop-Systemen in Kraftfahrzeugen nimmt diese Bedeutung insbesondere bei den Lagerstellen einer Kurbelwelle massiv zu, denn dadurch wird die Anzahl der Anlauf-Vorgänge der Gleitlager um den Faktor 100 oder mehr erhöht. Aus diesem Grund werden die Kontaktflächen von Gleitflächen, insbesondere von Gleitlagern, so bearbeitet, dass sie mikroskopisch kleine Vertiefungen aufweisen, die als Reservoir für Schmiermittel dienen. Diese Vertiefungen sind aufgrund der normalen Rauheit des Materials der Gleitfläche vorhanden, oder werden gezielt eingebracht. Aufgrund dessen beträgt der Traganteil eines Gleitlagers, also der Flächenanteil, mit dem die Kontaktflächen tatsächlich aneinander Anliegen, immer deutlich unter 100 %, teilweise sogar unter 60 %.
Die entsprechende Strukturierung der Gleitflächen wird durch spezielle Bearbeitungsschritte wie Schleifen, Finishen oder Honen erreicht, wobei jedoch die konkrete Anordnung der Vertiefungen nicht vorgegeben werden kann, und auch die Streuung hinsichtlich der Größe, insbesondere der Tiefe, dieser Vertiefungen relativ groß ist. Vor allem hängt das Ergebnis der Strukturierung auch stark von der Erfahrung der ausführenden Person ab.
Um eine hinsichtlich Anzahl, Größe, Tiefe und Verteilung der Vertiefungen definierte Strukturierung der Kontaktfläche eines Gleitlagers zu erzielen, ist es ebenfalls bereits bekannt, diese Oberfläche mittels Laser zu beschießen und dadurch die gewünschten Vertiefungen zu erzielen.
Diese Vorgehensweise ist jedoch zeitaufwändig ist bei einer großen Anzahl von Vertiefungen, und der Laserstrahl erzeugt eine die Vertiefung ringförmig umgebende, unerwünschte Aufwerfung, und die Laser-Bearbeitung führt zu nicht erwünschten neuen Härte-Zonen.
Ferner ist das Bearbeitungsverfahren des elektrochemischen Abtragens (ECM) bekannt, welches auch gepulst angewandt wird (PECM).
Hiermit werden dreidimensionale Oberflächen erzeugt, beispielsweise die beschriebenen Vertiefungen in Oberflächen eingebracht, wobei in aller Regel nur ein Abtrag von maximal 30 μιτι mit diesem Verfahren wirtschaftlich sinnvoll ist.
Durch die Annäherung einer entsprechend negativ gestalteten Elektrode an die zu bearbeitende, als andere Elektrode dienende, Oberfläche des Werkstückes wird aus dieser Oberfläche Material in Form von Ionen abgetragen. Für die Stromleitung und den Abtransport der gelösten Stoffe wird während des gesamten Prozesses eine stromleitende Flüssigkeit durch den Spalt zwischen Werkzeug und Werkstück hindurchgepresst.
Bei Kurbelwellen als Werkstücken, insbesondere bei Kurbelwellen für Pkw- Motoren mit hohen Zylinderzahlen, kommt hinzu, dass diese während der Bearbeitung instabile und damit schwer positionierbare und auch bei der Strukturierung schwierig bearbeitbare Werkstücke darstellen.
Die Beurteilung der Maßhaltigkeit einer fertigen Kurbelwelle erfolgt primär - neben der axialen Lagerbreite - durch die Beurteilung folgender Parameter:
Durchmesserabweichung = maximale Abweichung vom vorgegebenen Solldurchmesser des Lagerzapfens,
Rundheit = makroskopische Abweichung von der kreisrunden Sollkontur des Lagerzapfens, angegeben durch den Abstand des äußeren und inneren Hüllkreises,
Rundlauf = radiale Maßabweichung bei sich drehendem Werkstück, verursacht durch eine Exzentrizität der drehenden Lagerstelle und/oder eine Formabweichung der Lagerstelle von der idealen Kreisform, Rauheit in Form der gemittelten Einzelrautiefe Rz = die mikroskopische Rauheit der Oberfläche der Lagerstelle repräsentierender Wert in Form der Summe aus der Höhe der höchsten Profilspitze und der Tiefe des tiefsten Profiltals, gemittelt über fünf Einzelmessstrecken,
Rauheit in Form des arithmetischen Mittelrauwertes Ra = arithmetisches Mittel der Beträge des Koordinatenwertes des Rauheitprofils innerhalb einer Einzelmessstrecke,
Rauheit in Form der reduzierten Spitzenhöhe Rpk = Höhe des mit den Kuppenflächen flächengleichen Dreiecks mit einer bestimmten Basislänge bei einer S-förmigen Abott-kurve; dieser Wert ermöglicht die Beurteilung des Spitzenbereichs eines Oberflächenprofils Traganteil = der tragende Flächenanteil der mikroskopisch betrachteten Oberflächenstruktur, der zu einer anliegenden Gegenfläche in Kontakt steht,
und zusätzlich bei den Hublagerstellen:
- Hubabweichung = maßliche Abweichung des Ist-Hubes (Abstand der Ist-Mitte des Hublagerzapfens von der Ist-Mitte der Mittellager), vom Sollhub und
Winkelabweichung = in Grad oder als auf den Hub bezogenes Längenmaß in Umfangsrichtung angegebene Abweichung der Ist- Winkellage des Hublagerzapfens von seiner Soll-Winkellage relativ zur
Mittellagerachse und bezüglich der Winkelstellung zu den übrigen Hublagerzapfen.
Dabei wird die Einhaltung der gewünschten Toleranzen bei diesen Parame- tern sowohl durch die zur Verfügung stehenden Bearbeitungsverfahren als auch die Instabilität des Werkstückes und die Bearbeitungskräfte begrenzt.
Auch die Effizienz und Wirtschaftlichkeit eines Bearbeitungs-Verfahrens spielt in der Praxis eine große Rolle, vor allem für die Serienfertigung, in der Taktzeit und damit Herstellkosten eine entscheidende Rolle spielen, während Bearbeitungen im Einzelversuch oder für Prototypen diesen Beschränkungen nicht unterliegen.
Dies gilt besonders für die letzten Verfahrensschritte bei einem Werkstück, zum Beispiel einer Kurbelwelle, der Feinbearbeitung und Oberflächenstruktu- rierung, insbesondere der Lagerstellen.
In diesem Zusammenhang ist es prinzipiell bekannt, das ECM-Verfahren zur Erzielung einer bestimmten, geringen Rauheit zu benutzen, wie es bei- spielsweise in der DE 10 2008 011 893 und der DE 10 2004 027 89 beschrieben ist. III. Darstellung der Erfindung a) Technische Aufgabe Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine strukturierte Gleitfläche sowie ein Verfahren und ein Werkzeug zu seiner Herstellung vorzuschlagen, welches eine effiziente Herstellung ermöglicht trotz signifikanter Herabsetzung der Reibung, insbesondere in einem hydrodynamischen Gleitlager.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 , 7 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hinsichtlich der Gleitfläche wird die Aufgabe gelöst, indem im strukturierten Bereich in den gesamten Zwischenräumen zwischen den Vertiefungen die Rauheit Rz reduziert ist gegenüber der Rauheit Rz in den nicht strukturierten Bereichen der Gleitfläche.
Dadurch wird das Tragverhalten in den Zwischenräumen zwischen den Vertiefungen verbessert und die Reibung vermindert, und zwar in einem stärkeren Maß als nur allein durch das Einbringen der Vertiefungen im strukturierten Bereich.
Die Flächen zwischen den Vertiefungen im strukturierten Bereich sollten hierfür eine Rauheit Ra von max. 0,2 μιτι und/oder eine Rauheit Rpk von max. 0,16 m aufweisen. Die Rauheit Rz im Bereich zwischen den Vertiefungen des strukturierten Bereiches sollte um mindestens 10 %, besser um mindestens 20 %, besser um mindestens 30 % geringer sein, als im nicht strukturierten Bereich. Es hat sich als günstig erwiesen, dass in absoluten Werten angegeben die Rauheit Rz im Bereich zwischen den Vertiefungen des strukturierten Bereiches geringer ist als die Tiefe der dortigen Vertiefungen, und zwar insbesondere geringer als 5 μιτι, besser geringer als 4 μιτι, besser geringer als 2 μιτι.
Der Traganteil im Bereich zwischen den Vertiefungen des strukturierten Bereiches sollte vorzugsweise mindestens 50 %, besser mindestens 75 % betragen. Die Rauheit Rz sollte zwischen den Vertiefungen mit zunehmendem Abstand von den Vertiefungen entweder zunehmen oder abnehmen, abhängig vom Abstand zwischen zwei benachbarten Vertiefungen:
Falls der Abstand zwischen zwei benachbarten Vertiefungen mehr als dop- pelt so groß ist als die seitliche Erstreckung des elektrischen Streufeldes einer der Erhebungen des Werkzeuges über den Rand dieser Erhebung hinaus oder dieser Abstand größer ist als die größte Erstreckung der in der Aufsicht betrachteten Vertiefungen, sollte die Rauheit Rz zwischen den Vertiefungen mit zunehmendem Abstand von den Vertiefungen zunehmen. Die geringe Rauheit im Umgebungs Bereich der Vertiefungen ist dann ausreichend, um die gewünschte Verringerung der Reibung zu bewirken.
Falls keine der beiden genannten Bedingungen vorliegt, sollte die Rauheit Rz wischen den Vertiefungen mit zunehmendem Abstand von den Vertiefungen abnehmen. Wegen des geringen Abstandes ist in diesem Fall im gesamten Zwischenraum zwischen den Vertiefungen die geforderte geringe Rauheit für das minimieren der Gleitreibung notwendig.
Vorzugsweise sollten im strukturierten Bereich zwischen den Vertiefungen die durch die Reduzierung der Rauheit Rz abgetragenen Spitzen des mikroskopischen Oberflächenprofiles jeweils eine konvex gekrümmte Fläche ergeben, vorzugsweise eine halbkugelförmige Rundung ergeben, so dass kein ebenes Plateau der abgetragenen Spitze mehr vorhanden ist. Dadurch wird die Gleitreibung ebenfalls gering gehalten.
Hinsichtlich des für das elektrochemische Abtragen beim Strukturieren be- nutzte Werkzeug wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Erhebungen auf der Wirkfläche des Werkzeuges eine mindestens um den Faktor 2, besser mindestens um den Faktor 3, besser mindestens um den Faktor 5, größere Höhe besitzen als die Tiefe der damit herzustellenden Vertiefungen. Die Oberfläche des Werkzeuges sollte im Bereich zwischen den Erhebungen eine Rauheit Ra aufweisen, die maximal 200 %, besser nur maximal 50 %, besser nur maximal 20 % der Rauheit Ra der herzustellenden Oberfläche an der entsprechenden Stelle beträgt. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass im Bereich zwischen den Erhebungen der Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück wesentlich größer ist als im Bereich der Erhebungen selbst, und mit zunehmendem Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück die Abbildungsgenauigkeit der Struktur des Werkzeuges auf das Werkstück abnimmt.
Durch eine Aufwölbung am Werkzeug jeweils genau zwischen den Erhebun- gen kann das in diesem Bereich eventuell nicht mehr wirksame Streufeld der Erhebungen des Werkzeug ist kompensiert werden, und eine über den gesamten Zwischenraum zwischen den Erhebungen etwa gleichmäßige Verringerung der Rauheit Rz erreicht werden. Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass im strukturierten Bereich auch in den Oberflächenbereichen zwischen den Vertiefungen ein die Rauheit reduzierender Materialabtrag durchgeführt wird, und zwar mit dem gleichen Verfahren und insbesondere in dem gleichen Arbeitsschritt wie das Einbringen der Vertiefungen.
Dabei wird das Strukturieren und Einbringen der Vertiefungen vorzugsweise mittels elektro-chemischen Abtragens, insbesondere pulsierendem elektrochemischen Abtragens, durchgeführt. Das Ziel des Verfahrens besteht darin, dass im strukturierten Bereich im gesamten Zwischenbereich zwischen den Vertiefungen ein Materialabtrag der Oberfläche erfolgt und insbesondere die Rauheit Rz um mindestens 10 %, besser um mindestens 20 %, besser um mindestens 30 % geringer ist als im nicht strukturierten Bereich.
Zu diesem Zweck werden die Herstellparameter entsprechend gewählt, also - die Höhe der Erhebungen des Werkzeuges relativ zur Tiefe der herzustellenden Vertiefungen
und/oder
der Abstand zwischen den Vertiefungen
und/oder
- der Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück während der Bearbeitung.
Bei einer rotationssymmetrischen Gleitlagerfläche wird das Strukturieren durch Einbringen von Vertiefungen und Materialabtrag zwischen den Vertie- fungen unmittelbar nach dem Schleifen durchgeführt, sodass der Schritt des Finishens im strukturierten Bereich vollständig eingespart werden kann.
Da eine Strukturierung ohnehin nur dort durchgeführt wird, wo überhaupt eine nennenswerte Belastung der rotationssymmetrischen Gleitlagerfläche auf- tritt, liegt in den nicht strukturierten Bereichen ohnehin so gut wie keine Belastung vor, sodass dort auch nicht gefinisht werden muss. Damit wird das Finishen insgesamt als Arbeitsschritt eingespart.
Das Strukturieren durch Einbringen von Vertiefungen sowie der Materialab- trag zwischen den Vertiefungen soll also insbesondere der letzte materialabtragende Bearbeitungsschritt vor dem Einsatz der Gleitlager-Fläche sein. c) Ausführungsbeispiele Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1a: eine Aufsicht auf einen strukturierten Bereich einer Gleitfläche,
Figur 1 b: die vergrößerte Darstellung einer Lagerstelle einer Kurbel- welle,
Figur 2: Schnitt durch Vertiefungen in der Gleitfläche,
Figur 3: eine vergrößerte Ansicht des Werkzeuges im Einsatz an der
Gleitfläche.
Die Reibung in einem hydrodynamischen Gleitlager, in dem sich zwischen den beiden Gleitflächen der Gleitpaarung ein Gleitmittel, meist Öl, befindet, welches durch die Relativbewegung der Gleitflächen zueinander über die Gleitfläche verteilt wird und einen Gleitfilm im Lagerspalt bildet, kann Reibung reduziert werden, wenn in die Gleitfläche 1 verteilt viele mikroskopisch kleine, in diesem Fall in der Aufsicht betrachtet runde, Vertiefungen 27 eingebracht sind, wie in Figur 1a in der Aufsicht auf eine Gleitfläche 1 darge- stellt. Abhängig vom verwendeten Gleitmittel, dem Material und Oberflächenbeschaffenheit der Gleitfläche sowie einer Vielzahl weiterer Parameter kann dieser Effekt durch eine optimierte Form, Größe, Tiefe, Abstand und weitere Parameter der Vertiefungen 27 verstärkt werden. Figur 1b zeigt als typischen Anwendungsfall einer solchen strukturierten Gleitfläche 1 eine Lagerstelle einer Kurbelwelle 2, bei der üblicherweise Vertiefungen 27 nur in einem strukturierten Bereich 11 eingebracht werden, näm- lieh einem Umfangsbereich 11a und meist auch nur einem bestimmtem Breitenbereich 11b der Gesamtbreite 12 der Lagerstelle 1.
Um solche im μ-Bereich liegenden Vertiefungen 27 mit einer definierten Form, Größe, Tiefe und Abstand zueinander reproduzierbar und wirtschaftlich in großer Zahl herstellen zu können, wird das Electro-Chemical- Manufacturing (ECM) eingesetzt:
Wie in Figur 3 dargestellt, wird dabei eine Elektrode, die meist die Negativ- form der herzustellenden Gleitfläche 1 darstellt, also auf ihrer Wirkfläche Erhebungen 26 besitzt, in sehr engen Abstand von wenigen μιτι zur zu bearbeitenden Gleitfläche 1 gebracht. Durch den vom Werkzeug 25 zum Werkstück 2 über eine elektrisch leitende Flüssigkeit 4, das Elektrolyt, im Arbeitsspalt 3 dazwischen fließenden elektrischen Strom werden Metallionen aus der Ober- fläche des Werkstückes herausgelöst und die Erhebungen 26 des Werkzeuges 25 bilden sich als Vertiefungen 27 auf der Oberfläche 1 des Werkstückes 2 ab.
Der Flächenanteil der Vertiefungen innerhalb des strukturierten Bereiches sollte dabei im Bereich von 15 % bis 40 % liegen.
Der Flächenanteil der Zwischenräume 5 zwischen den Vertiefungen 27 im strukturierten Bereich ist also deutlich größer als der Flächenanteil der Vertiefungen 27.
Die reibungsmindernde Wirkung der Vertiefungen 27 rührt von der Depot- Wirkung für das Gleitmittel, indem wegen der Vielzahl von Vertiefungen 27, die einen geringen absoluten Abstand zueinander besitzen, vor allem bei Beginn der Relativbewegung im Gleitlager das Gleitmittel aus der Vertiefung 27 herausgezogen und in den Zwischenräumen 5 zwischen den Vertiefungen 27 im Lagerspalt verteilt wird. Wie in Figur 2 dargestellt, ist zumindest die Flanke 9 der Vertiefung, über die das Gleitmittel im Betrieb des Gleitlagers herausgezogen wird, schräg ausgebildet. In der Regel sind - vor allem bei runden Vertiefungen 27 - jedoch alle Flanken 9 gleich gestaltet und weisen eine Rundung 8 am Übergang zu den Zwischenräumen 5 auf.
Da die Zwischenräume 5 zwischen den Vertiefungen 27 jedoch nach wie vor primär mechanisch die Last des Gleitlagers tragen, kommt es für die Belastbarkeit des Lagers sowie andere Eigenschaften auf die mikroskopische Gestaltung der Oberfläche in den Zwischenräumen 5 an, insbesondere auf deren Rauheit und Traganteil, wie in Figur 2 in dem vergrößerten Ausschnitt dargestellt.
Dies wurde bisher durch eine entsprechende mechanische Bearbeitung mittels Schleifen und Finishen bewirkt, bis die gewünschte Rauheit und vor allem ein ausreichender Traganteil vorhanden waren, und danach die Vertiefungen 27 in die Oberfläche eingebracht.
Erfindungsgemäß wird das Einbringen der Vertiefungen 27 mittels ECM dazu benutzt, dabei, insbesondere gleichzeitig, auch die Rauheit Rz in den Zwischenräumen 5 zwischen den Vertiefungen 27 zu reduzieren. Figur 3 zeigt eine Möglichkeit, wie dies durch entsprechende Gestaltung des Werkzeuges 25 für das elektrochemische Abtragen erreicht werden kann:
Zu diesem Zweck haben die auf der Wirkfläche 24 des Werkzeuges 25 ausgebildeten Erhebungen 26, die sich als Vertiefungen 27 in der Oberfläche des Werkstückes 2 abbilden sollen, eine wesentlich größere Höhe h als die Tiefe t der damit herzustellenden Vertiefungen 27.
Dies bewirkt, dass auch bei maximaler Annäherung der Erhebungen 26 an die Oberfläche des Werkstückes 2 - und wenn sich darin die Vertiefungen 27 bereits teilweise ausgebildet haben, auch in die Vertiefungen 27 hinein - wie in der linken Bildhälfte der Figur 3 dargestellt, zwischen den Erhebungen 26 ein deutlich größerer Abstand 3 zwischen Werkzeug 25 und Werkstück 2 verbleibt als im Bereich der Erhebungen 26. Da die Abtragwirkung des elektrochemischen Abtragens unter anderem von der Größe dieses Abstandes 3 abhängt, ist die Abtragwirkung durch den in den Zwischenräumen 5 zwischen den Erhebungen 26 fließenden Strom vom Werkzeug 25 zum Werkstück 2 zwar geringer als im Bereich der Erhebungen 26, aber dennoch vorhanden.
Durch gezielte Wahl des Abstandes 3 bei der maximalen Annäherung von Werkzeug 25 und Werkstück 2 - häufig wird beim elektrochemischen Abtra- gen eine oszillierende Annäherung von Werkzeug und Werkstück benutzt, gekoppelt mit einer synchronen pulsierenden Strombeaufschlagung - kann die Größe des Materialabtrages in den Zwischenräumen 5 festgelegt werden.
Der Materialabtrag in diesem Bereich kann dabei so eingestellt werden, dass von dem mikroskopischen Oberflächenprofil der Oberfläche des Werkstückes 2 lediglich die Spitzen abgetragen werden, also insbesondere die abgetragenen Spitzen eine konvexe, insbesondere halb kugelförmige, Kontur bilden also gemäß der vergrößerten Darstellung in Figur 2 der Traganteil vergrößert wird und die Rauheit Rz und/oder Ra reduziert wird.
In diesem Zusammenhang sind weitere Faktoren zu berücksichtigen:
Zum Einen erfolgt der Stromfluss zwischen Werkzeug 25 und Werkstück 2 nicht nur genau senkrecht zur makroskopischen Kontaktebene zwischen den beiden Teilen, sondern von den Ecken der Erhebungen 26 aus fließt der Strom auch gerichtet lotrecht zur Oberfläche des Werkzeuges 25, beispielsweise deren Erhebungen 26, in Form meines sogenannten Streufeldes 29, ab und erreicht die Oberfläche des Werkstückes 2 somit auch noch in den Randbereichen 6 der Zwischenräume 5, wie in Figur 2 in der rechten Bild- hälfte dargestellt. Da die Abstände 21 zwischen den Vertiefungen 27 - wie in Figur 1a dargestellt, jedoch in der Regel ein mehrfaches des Durchmessers der Vertiefungen 27 betragen, wird dadurch nicht die gesamte Fläche der Zwischenräume 5 bearbeitet. Gleichzeitig findet ein Stromfluss von den ebenen Bereichen der Wirkfläche 24 des Werkzeuges, also dem Bereich zwischen den Erhebungen 26, in Richtung der Zwischenräume 5 auf die Oberfläche des Werkstückes 2 statt, und überlagert sich in den Randbereichen 6 der Zwischenräume 5 mit dem Streufeld 29 aus den Erhebungen 26.
Falls hierdurch in diesen Randbereichen 6 ein zu starker Materialabtrag erfolgt, kann dem durch spezifische Gestaltung der Wirkfläche 24 des Werk- zeuges 25 im Bereich zwischen den Erhebungen 26 Sorge getragen werden, beispielsweise indem diese Wirkfläche 24 im Randbereich 6 um die Erhebungen 26 herum abgesenkt ist und im mittleren Bereich dazwischen wieder eine Aufwölbung 7 aufweist. Ferner muss berücksichtigt werden, dass sich die mikroskopische Struktur der Oberfläche des Werkzeuges 25 auch im Bereich zwischen den Erhebungen 26 - wenn auch auf Grund des grösseren Abstandes mit etwas verringerter Abbildungs-Genauigkeit - auf der Oberfläche des Werkstückes 2 abbildet.
Deshalb muss darauf geachtet werden, dass auch die mikroskopische Struktur der Oberfläche des Werkzeuges 25 unter Berücksichtigung der gegebenen Abbildungs-Genauigkeit vorgegebenen Parametern hinsichtlich Rauheit und Traganteil entspricht, und zwar vor allem im Bereich zwischen den Erhe- bungen 26, wie in Figur 3 dargestellt:
Denn eine zu starke Rauheit in diesen Bereichen der Wirkfläche 24 des Werkzeuges 25 würde dort, wo von einem ausreichenden Traganteil und einer geforderten maximalen Rauheit die Traglast des Gleitlagers abhängt, nämlich in den Zwischenräumen 5 der Oberfläche des Werkstückes 2, mittels des elektrochemischen Abtragens gerade eine Oberflächenstruktur mit zu geringem Traganteil und zu hoher Rauheit erzeugen. BEZUGSZEICHENLISTE
Lagerstelle, Gleitfläche
Kurbelwelle, Werkstück
Abstand, Arbeitsspalt
Fluid, Elektrolyt
Zwischenraum
Randbereich
auf Wölbung
Rundung
Flanke
axiale Richtung, Drehachse strukturierter Bereich
Umfangsbereich
Breitenbereich
Gesamtbreite
Wirkfläche
Werkzeug, Elektrode
Erhebung
Vertiefung
Bewegungsrichtung, Drehrichtung Streufeld
Tiefe
Höhe

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Gleitfläche (1), insbesondere Gleitlager-Fläche, insbesondere rotati- onssymmetrische Gleitlager-Fläche, zum gleitenden Bewegen entlang einer
Gegenfläche, wobei die Oberfläche der Gleitfläche (1) durch mikroskopische
Vertiefungen (27) strukturiert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
im strukturierten Bereich (11) in den gesamten Zwischenräumen (5) zwischen den Vertiefungen (27) die Rauheit Rz reduziert ist gegenüber den nicht strukturierten Bereichen.
2. Gleitfläche nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
im strukturierten Bereich (11) die Zwischenräume (5) zwischen den Vertiefungen (27) eine Rauheit Ra von maximal 0,2 μιτι und/oder eine Rauheit Rpk von maximal 0,16 μιτι aufweisen.
3. Gleitfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet, dass
in den Zwischenräumen (5) zwischen den Vertiefungen (27) des strukturierten Bereiches (11) die Rauheit Rz um mindestens 10 %, besser um mindestens 20 %, besser um mindestens 30 % geringer ist als im nicht strukturierten Bereich.
4. Gleitfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich zwischen den Vertiefungen (27) die Oberfläche eine Rauheit Rz aufweist, die geringer ist als die Tiefe (t) der Vertiefungen (27), insbesondere von unter 5 μιτι, besser von unter 4 μιτι, besser von unter 2 μιτι, und/oder einen Traganteil von mindestens 50 %, besser mindestens 75 %.
5. Gleitfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Rauheit Rz im Bereich zwischen den Vertiefungen (27) mit zunehmendem Abstand von den Vertiefungen (27) zunimmt, falls der Abstand (21) zwi- sehen zwei benachbarten Vertiefungen (27)
- entweder mehr als doppelt so groß ist als die seitliche Erstreckung des elektrischen Streufeldes (29) einer der Erhebungen (26) über den Rand der Erhebung (26) hinaus
- oder größer als die größte Erstreckung (E) der in der Aufsicht betrachteten Vertiefung (27),
ansonsten umgekehrt die Rauheit Rz mit zunehmendem Abstand von den Vertiefungen (27) abnimmt.
6. Gleitfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die im strukturierten Bereich im Zuge der Reduzierung der Rauheit Rz abgetragenen Spitzen des mikroskopischen Oberflächenprofiles jeweils so stark gerundet sind, dass die abgetragenen Spitzen kein Plateau mehr darstellen, sondern eine konvex gekrümmte Fläche, insbesondere halbkugelförmige Rundung.
7. Werkzeug (25) zum Bearbeiten von konvex gekrümmten Gleitflächen (1), insbesondere rotationssymmetrischen Lagerstellen, insbesondere an einer Kurbelwelle (2), mittels elektro-chemischem Abtragen (ECM), dadurch gekennzeichnet, dass
die Erhebungen (26) auf der Wirkfläche (24) des Werkzeuges (25) eine mindestens um den Faktor zwei, besser mindestens um den Faktor drei, besser mindestens um den Faktor fünf, größere Höhe (h) besitzen als die Tiefe (t) der damit herzustellenden Vertiefungen (27).
8. Werkzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Werkzeug (25) im Bereich zwischen den Erhebungen (26) eine Rauheit Ra aufweist, die maximal 200 %, besser nur maximal 50 %, besser nur ma- ximal 20 % der Rauheit Ra der herzustellenden Oberfläche an der entsprechenden Stelle beträgt.
9. Werkzeug nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Werkzeug (25) im Bereich zwischen den Erhebungen (26) eine Aufwölbung (7) aufweist.
10. Verfahren zum wenigstens bereichsweisen Strukturieren einer Gleitfläche (1) durch Einbringen von Vertiefungen (27) in deren Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass
im strukturierten Bereich (11) auch in den Zwischenräumen (5) zwischen den Vertiefungen (27) ein die Rauheit Rz reduzierender Materialabtrag durchgeführt wird mit dem gleichen Verfahren und insbesondere in dem gleichen Arbeitsschritt wie das Einbringen der Vertiefungen (27).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Strukturieren mittels elektrochemischem Abtragen erfolgt, insbesondere einem elektrochemischem Abtragen erfolgt, bei dem der Abstand zwischen Werkzeug (25) und Werkstück (2) und/oder die Beaufschlagung mit elektrischem Strom pulsieren.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Höhe (h) der Erhebungen (26) des Werkzeuges (25) relativ zur Tiefe (t) der herzustellenden Vertiefungen (27) am Werkstück (25) und/oder der Abstand (21) zwischen den Vertiefungen (27) und/oder der Abstand (3) zwischen Werkzeug (25) und Werkstück (2) während der Bearbeitung, so ge- wählt werden, dass im strukturierten Bereich (11) im gesamten Zwischenraum (5) zwischen den Vertiefungen (27) der Oberfläche ein Materialabtrag erfolgt und insbesondere die Rauheit Rz um mindestens 10 %, besser mindestens 20 %, besser mindestens 30 % geringer ist als im nicht strukturierten Bereich.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
bei einer rotationssymmetrischen Gleitlager-Fläche das Strukturieren durch Einbringen von Vertiefungen (27) und Materialabtrag im strukturiertem Bereich zwischen den Vertiefungen (27) unmittelbar nach dem Schleifen durchgeführt wird, und dies insbesondere der letzte materialabtragende Bearbeitungsschritt vor dem Einsatz der Gleitlager-Fläche ist.
EP14753259.2A 2013-08-21 2014-08-21 Gleitfläche sowie werkzeug und verfahren zur herstellung einer solchen gleitfläche Withdrawn EP3036448A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013109025.7A DE102013109025A1 (de) 2013-08-21 2013-08-21 Gleitfläche
PCT/EP2014/067839 WO2015025004A2 (de) 2013-08-21 2014-08-21 Gleitfläche

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3036448A2 true EP3036448A2 (de) 2016-06-29

Family

ID=51390120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14753259.2A Withdrawn EP3036448A2 (de) 2013-08-21 2014-08-21 Gleitfläche sowie werkzeug und verfahren zur herstellung einer solchen gleitfläche

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9926968B2 (de)
EP (1) EP3036448A2 (de)
JP (1) JP2016532835A (de)
KR (1) KR20160046805A (de)
CN (1) CN105451921A (de)
DE (1) DE102013109025A1 (de)
MX (1) MX2016001496A (de)
WO (1) WO2015025004A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10060648B2 (en) 2015-08-11 2018-08-28 Lg Electronics Inc. Air conditioner and method of operating the same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014117398B3 (de) * 2014-11-27 2016-05-25 Thielenhaus Technologies Gmbh Verfahren zur Erzeugung von Riefen auf einer Nockenwelle
DE102017201648A1 (de) * 2016-03-31 2017-10-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Ag Verfahren zum Bearbeiten einer Oberfläche eines metallischen Bauteils und metallisches Bauteil
KR102302877B1 (ko) * 2017-07-07 2021-09-17 이구루코교 가부시기가이샤 슬라이딩 부재
CN112639307B (zh) * 2018-08-31 2022-11-08 日本制铁株式会社 曲轴及其制造方法

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1581394A (en) * 1918-01-11 1926-04-20 Dann Products Company Composite element and method of making the same
US1882956A (en) * 1929-08-22 1932-10-18 Johnson Bronze Co Bearing
US2294939A (en) * 1938-08-15 1942-09-08 Robert J Shoemaker Journal bearing
US2357106A (en) * 1943-03-29 1944-08-29 Shell Dev Bearing construction
DE1248305B (de) * 1964-10-02 1967-08-24 Glyco Metall Werke Gleit- oder Reibwerkstoff auf Al-, Mg- oder Ti-Basis mit oxydischer Fuellmasse
JPS52113445A (en) * 1976-03-19 1977-09-22 Daido Metal Co Ltd Bearing metal
DE3415929A1 (de) * 1984-04-28 1985-10-31 Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh, 6200 Wiesbaden Hochbelastbares gleitlager mit inhomogener gleitschicht
GB8500282D0 (en) * 1985-01-05 1985-02-13 Ae Plc Bearings
PL156671B1 (pl) * 1986-09-26 1992-04-30 Lozysko slizgowe PL
DE3820061A1 (de) * 1988-06-13 1989-12-14 Glyco Metall Werke Gleitlager
GB8929142D0 (en) * 1989-12-22 1990-02-28 Vandervell Ltd Bearings
JPH06267047A (ja) * 1993-03-12 1994-09-22 Sony Corp 磁気記録装置
US6095690A (en) * 1996-01-30 2000-08-01 Glyco-Metall-Werke Glyco B.V. & Co. Kg Sliding bearing element with lubricating oil pockets
EP0808711B1 (de) * 1996-05-17 2002-08-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19824310C1 (de) * 1998-06-02 1999-08-12 Fraunhofer Ges Forschung Gleitlager und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19833646C1 (de) * 1998-07-25 1999-10-14 Daimler Chrysler Ag Zylinderlaufbahn einer Zylinderbohrung eines 2-Takt-Hubkolben-Verbrennungsmotors und Verfahren zur Herstellung derselben
DE19851759C2 (de) * 1998-11-10 2000-10-12 Ks Gleitlager Gmbh Gerollte Gleitlagerbuchse
JP2000346045A (ja) * 1999-06-01 2000-12-12 Daido Metal Co Ltd エンジン用主軸受
US20030024122A1 (en) * 1999-07-29 2003-02-06 Yoshikazu Ichiyama Method and apparatus for producing hydrodynamic bearing parts by electrochemical machining
JP2001082481A (ja) * 1999-09-14 2001-03-27 Daido Metal Co Ltd すべり軸受及びその製造方法
ES2225361T5 (es) * 2001-07-09 2011-03-23 Gehring Technologies Gmbh Pieza de trabajo con una superficie solicitable tribológicamente y procedimiento para la formación de una superficie de este tipo.
JP3829300B2 (ja) * 2001-12-26 2006-10-04 株式会社ジェイテクト 動圧溝の加工方法
US7025682B2 (en) * 2002-09-05 2006-04-11 Elbe & Sohn Gmbh & Co. Double-jointed cardan shaft
ATE382801T1 (de) * 2002-10-14 2008-01-15 Saint Gobain Performance Plast Gleitlagermaterial
EP1517057A3 (de) * 2003-09-22 2007-05-16 Relial Corporation Bauteil einer hydrodynamischen Lagervorrichtung sowie Herstellungsverfahren des Bauteils der hydrodynamischen Lagervorrichtung
DE102004002759A1 (de) * 2004-01-20 2005-08-04 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine
FI116854B (fi) * 2004-02-19 2006-03-15 Vaahto Oy Menetelmä ja laitteisto kenkäpuristimen yhteydessä
JP4075904B2 (ja) * 2005-04-27 2008-04-16 大豊工業株式会社 シューの製造方法
JP2006002937A (ja) * 2004-05-20 2006-01-05 Minebea Co Ltd 流体動圧軸受装置およびその製造方法、スピンドルモータ、および記録ディスク駆動装置
DE102004029789A1 (de) 2004-06-19 2006-01-05 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Fertigen von Bauteilen einer Gasturbine sowie Bauteil einer Gasturbine
JP2007262977A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Ntn Corp 油圧ポンプ
JP2008095721A (ja) * 2006-10-06 2008-04-24 Nissan Motor Co Ltd 摺動部材
DE102006060920A1 (de) * 2006-12-20 2008-07-03 Daimler Ag Laserstrukturierte Zylinderlaufbuchse
US8679641B2 (en) * 2007-01-05 2014-03-25 David M. Saxton Wear resistant lead free alloy bushing and method of making
JP2008291927A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Toshiba Corp 摺動材料及びその製造方法、並びに軸受装置
DE102008011893A1 (de) 2008-02-29 2009-09-10 Ab Skf Verfahren zur Herstellung einer Lageranordnung und Lageranordnung
AT506855B1 (de) * 2008-05-28 2010-02-15 Minebea Co Ltd Verfahren zur optimierung der anzahl von lagerstrukturen auf einer lageroberfläche eines fluiddynamischen gleitlagers
JP2010120806A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 Honda Motor Co Ltd 摺動部材およびその製造方法
CN103201487B (zh) * 2010-11-03 2016-06-29 斗山英维高株式会社 在内壁面形成有凹凸的气缸
WO2013182539A2 (de) * 2012-06-04 2013-12-12 Mag Ias Gmbh Bereichsweises strukturieren von gleitflächen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2015025004A3 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10060648B2 (en) 2015-08-11 2018-08-28 Lg Electronics Inc. Air conditioner and method of operating the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015025004A2 (de) 2015-02-26
CN105451921A (zh) 2016-03-30
US20160273576A1 (en) 2016-09-22
KR20160046805A (ko) 2016-04-29
MX2016001496A (es) 2016-06-23
WO2015025004A3 (de) 2015-07-16
DE102013109025A1 (de) 2015-02-26
US9926968B2 (en) 2018-03-27
JP2016532835A (ja) 2016-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19802842C2 (de) Verfahren zum maschinellen Bearbeiten einer Bohrungsoberfläche eines Zylinderblocks und Vorrichtung dafür
EP1275864B1 (de) Werkstück mit einer tribologisch beanspruchbaren Fläche und Verfahren zur Herstellung einer solchen Fläche
EP3036448A2 (de) Gleitfläche sowie werkzeug und verfahren zur herstellung einer solchen gleitfläche
DE112005002175T5 (de) Werkzeug für die elektrochemische Bearbeitung und Verfahren für die Bearbeitung eines Produktes mit Demselben
DE19749940C2 (de) Verfahren zur verwendungsfähigen Fertigbearbeitung von Kurbelwellen
EP1007276B1 (de) Kurbelwelle spanen und schlichten
WO2013038025A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur fertigbearbeitung von werkstücken
EP0065645B1 (de) Verfahren zum Bearbeiten von Oberflächen eines Werkstücks aus kohlenstoffhaltigem Gusseisen sowie Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens und aus Grauguss bestehender Zylinder
DE10235957B4 (de) Verfahren zum Fertigbearbeiten von Kurbelwellen für Kraftfahrzeugmotoren
EP2814636B1 (de) Verfahren zum erhöhen der festigkeit von wellen, insbesondere von kurbelwellen
EP2855952A2 (de) Bereichsweises strukturieren von gleitflächen
EP2157304B1 (de) Bearbeitungsverfahren zur Herstellung einer Lauffläche auf einer Zylinderwand eines Zylinderliners einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, und Zylinderliner
EP2978982A2 (de) Gleitfläche
DE19607774B4 (de) Verfahren zum Honen von Innenflächen eines Zylinders und Zylinder
DE10230542A1 (de) Oberfläche eines Körpers, auf dem ein anderer Körper in einer bevorzugten Gleitrichtung gegeneinander gleitend anordenbar ist
DE4440713A1 (de) Verfahren und Werkzeug zum Herstellen von Gleitflächen an Gußeisenteilen, insbesondere von Zylinderlaufbahnen von Brennkraftmaschinen
DE102009030451A1 (de) Verfahren zum Bearbeiten einer Oberfläche sowie Bearbeitungswerkzeug zum Bearbeiten einer Oberfläche
DE102012104817B4 (de) Verfahren und Maschine zum Bearbeiten rotationssymmetrischer Gleitlagerstellen mittels PECM
DE102020131569A1 (de) Lagerring für ein Rollenlager und Verfahren zum Herstellen eines solchen Lagerrings
DE102006046162A1 (de) Axialgleitlager und Verfahren zur Herstellung einer Reibfläche einer Reibpaarung
EP3463727B1 (de) Zylinder, verfahren zur endbearbeitung eines zylinders, hubkolbensystem und verwendung eines hubkolbensystems
DE102010023475A1 (de) Axiallager, Abgasturbolader mit einem Axiallager und Verfahren zur Herstellung eines Axiallagers
DE4133937A1 (de) Endbearbeitung der kolben- und zylinderlaufflaechen von kolbenmaschinen
DE102010023474A1 (de) Axiallager, Abgasturbolader mit einem Axiallager und Verfahren zur Herstellung eines Axiallagers
DE102008052342A1 (de) Verfahren zur Bearbeitung einer Laufbahnschicht sowie Laufbahn eines Verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20160316

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20180301