DD282958A5 - Gleitschiene aus haertbarem stahl zum gleitenden verschieben prismatischer werkstuecke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gleitschiene aus haertbarem Stahl zum gleitenden Verschieben prismatischer Werkstuecke aus Eisen oder Eisenlegierungen, vorzugsweise Motorengehaeuse aus GGL. Die Gleitschiene ist mit Spannuten, Spanabstreiferkanten und einer verschleiszfesten Schicht auf den tragenden Gleitflaechen versehen. Aufgabengemaesz soll ein sicheres Abstreifen der Bearbeitungsspaene erfolgen und die verschleiszfeste Schicht antiadhaesive Eigenschaften gegenueber Eisen und seinen Legierungen aufweisen und damit das Entstehen von Freszriefen an den Gegengleitflaechen der Werkstuecke vermieden werden. Erfindungsgemaesz sind die Spanabstreiferkanten abgerundet und weisen eine Oberflaechenrauheit auf und die verschleiszfeste Schicht besteht aus einem Legierungspulver, welches Bestandteile auf Fe-Basis in Volumenanteilen von 40%, Cr-Pulver in Volumenanteilen von 55%, W-Pulver in Volumenanteilen von 1 bis 3% und TiH4-Pulver in Volumenanteilen von 1 bis 2% enthaelt. Fig. 2{Gleitschiene; Werkstueck, prismatisch; Spannuten; Spanabstreiferkanten, abgerundet; Gleitflaechen; Schicht, verschleiszfest; Legierungspulver}

Description

Darlegung des Wesens der Erf indung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitschieno aus härtbarem Stahl zum gleitenden Verschieben prismatischer Werkstücke gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches zu schaffon, bei der ein sicheres Abstreifen der Bearbeitungsspäne gewährleistet ist und die verschleißfeste Schicht .jntiadhäsive Eigenschaften gegenüber Eisen und seinen Legierungen aufweist und damit das Entstehen von Freßriefen an den Gegengloitflächen der Werkstücke unterbindet. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Spanabstreiferkanten abgerundet sind und eine Oberflächenrauheit aufweisen. Die abgerundeten Spanabstreiferkanten vermindern eine hohe spezifische Flächenpressung auf den tragenden Gleitflächen. Durch die Oberflächenrauheit de: Spanabstreiferkanten werden die Bearbeitungsspäne aufgrund veränderter Reibungsbedingungen bereits von der Berührung mit den tragenden Gleitflächen vom Werkstück abgestreift. Die verschleißfeste antiadhäsiva Schicht auf der tragenden Gleitfläche besteht aus einem Legierungspulve;, welches Bestandteile auf Fe-Basis in Volumenanteilen von 40%, Cr-Pulver in Volumenanteilen von 55%, W-Pulver in Volumenanteilen von 1 bis 3% und TiH₄-Pulver in Volumenanteilen von 1 bis 2% enthält. Für das gleitende Verschieben von Werkstücken aus GG enthält in vorteilhafter Weise das Legierungspulvsr auf Fe-Basis die Bestandteile Cr in Volumenanteilen von 21 bis 26%, Ni in Volumenanteilen von 1,2 bis 3%, Mc in Volumenanteilen von 2,5 bis 4%, Mn in Volumenanteilen von 0,9 bis 1,2%, V in Volumenanteilenvon 5 bis 9%, Cu in Volumenanteilen von 0,2 bis 0,5%, Si in Volumenanteilen von 0,4 bis 0,8%, C in Volumena;itei!en von 2,1 bis 2,6%, B in Volumenanteilen von 0,6 bis 1,2% und Restbestandteile Fe. Die erfindungsgemäßen Gleitschichten sind über lange Zeit im Dauerbetrieb einsetzbar, wobei die darüber gleitenden Werkstückoberflächen keinerlei Neigung zum Fressen und zum Bilden von Riefen zeigen. Darüber hinaus sind erforderlichenfalls die tragenden Gleitschichten nacharbeitbar bz v. regenerierungsfähig, wobei der Gleitschienenkörper wiederverwendungsfähig erhalten bleibt.

Ausführungsboispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Gleitschiene, Fig. 2: eine Draufsicht der Gleitschiene und Fig. 3: eine Einzelheit χ aus Fig. 1.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf den gleitenden Transport von Motorengehäusen aus GGL mit einem Gewicht von etwa 200kg in einer flexiblen Taktstraße. Das Verschieben der Motorengehäuse erfolgt auf den erfindungsgemäßen Gleitschienen, die aus 200 mm langen Einzelstücken zu zwei im parallelen Abstand von 250 mm zueinander verlaufenden Schienen von etwa 1 m Länge zusammengesetzt sind.

Die Gleitschiene besteht aus C45 vergütet auf 240 ±10 HB. Sie weist an ihrer nach oben gerichteten Seite Spannuten 1 mit dazwischen angeordneten Stegen 2 auf. Die Spannuten 1 verlaufen zu den Seitenflächen dar Gleitschiene unter einen Winkel α = 60° und die Bodenfläche 3 jeder Spannut 1 hat eine Neigung zur Grundfläche der Gleitschiene. Jeder Steg 2 ist mit einer tragenden Gleitfläche 4 versehen und je eine abgerundete Spanabstreiferkante 5 verläuft beidseitig jedes Steges 2 entlang der angrenzenden Spannuten 1. Die tragende Gleitfläche 4 besteht aus oiner verschleißfesten anliadhäsiven Schicht 6, die sich aus einem Legierungspulver zusammensetzt, welches Bestandteile auf Fa-Baais in Volumenanteilen von 40%, Cr-Pulver in Volumenanteilen von 55%, W-Pulver in Volumenanteilen von 3% und TiH^Pulver in Volumenanteilen von 2% enthält. Das auf Fe-Basis zusammengesetzte Legierungspulver besteht dabei aus den Bestandteilen Cr in Volurnenanteilen von 25%, Ni in Volumenanteilen von 2,4%, Mo in Volumenanteilen von 3%, MninVolumenar.teilenvon1,2%, VinVoiumenanteilenvon5%, Cu in Volumenanteilen von 0,4%, Si in Volumenanteilen von 0,8%, C in Volumenanteilen von 2,6%, B in Volumenanteilen von 1,1% und der Rest aus Fe.

Das Aufbringen der verschleißfesten Schicht 6 erfolgt durch Plasmaspritzen. Vor dem Aufbringen der Schicht werden die Gleitflächen 4 und die für die abgerundeten Spanabstreiferkanten 5 angefasten Flächen mit Korund NK63 gestrahlt. Auf diese Flächen wird durch Plasmaspritzen von mehreren Einzelschichten die verschleißfeste Schicht 6 in einer Dicke von 1 mm aufgebracht. Die Spritzparameter werden so gewählt, daß die unterschiedlichen Bestandteile des Spritzpulvers intensiv miteinander sowie mit der vorher aufgetragenen Einzelschicht verschmelzen. Dem Scliichv. uftrag folgt das Schleifen der Gleitflächen 4. Die gerundeten Spanabstreiferkanten 5 verbleiben in der durch das Spritzen erreichten Rauheit R rn5 30 ± 10 \im. Zur Verbesserung der Notlaufeigenschaften der Gleitflächen 4 werden diese mit MoS₂-Paste-ÖI(/emisch bis zur Sättigung get'änkt.

Die mit der erfindungsgemäßen Schicht 6 versehenen Gleitflächen 4 und die erfindungsgemäße Gestaltung der Spanabstreiferkanten 5 gewährleisten, daß es zwischen Werkstück und Glp-tflächen 4 zu keinerlei Mikroverschweißungen kommt und damit das Entstehen von Freßriefen oder anderen Beschädigungen an cMn Kontaktflächen der Werkstücke vermieden werden. Dieses Ergebnis entstand unter Produktionsbedingungen, wobei übtr einen Zeitraum von einem Jahr 60000 Werkstücke beschädigungsfrei über die erfindungsgemäßen Gleitschienen bewegt worden sind

Claims (2)

1. Gleitschiene aus härtbarem Stahl zum gleitenden Verschieben prismatischer Werkstücke aus Fe oder Fe-Legierungen, wobei die Gleitschiene Spannuten und dazwischen angeordnete Stege mit Spanabstreiferkanten sowie tragenden Gleitflächen aufweist, die mit einer verschleißfesten Schicht versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanabstreiferkante (5) abgerundet ist sowie eine Oberflächenrauheit aufweist und die verschleißfeste, antiadhesive Schicht (6) aus einem Legierungspulver besteht, welches Bestandteile auf Fe-Basis in Volumenanteilen von 40%, Cr-Pulver in Volumenanteilen von 55%, W-Pulver in Volumenanteilen von 1 bis 3% und TiH₄-Pulver in Volumenanteilen von 1 bis 2% enthält.

2. Gleitschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Legierungspulver auf Fe-Basis die Bestandteile Cr in Volumenanteilen von 21 bis 26%, Ni in Volumenanteilen von 1,2 bis 3%, Mo in Volumenanteilen von 2,5 bis 4%, Mn in Volumenanteilen von 0,9 bis 1,2%, V in Volumenanteilen von 5 bis 9%, Cu in Volumenanteilen von 0,2 bis 0,5%, Si in Volumenanteilen von 0,4 bis 0,8%, C in Volumenanteilen von 2,1 bis 2,6%, B in Volumenanteilen von 0,6 bis 1,2% und Restbestandteile Fe enthält.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet dar Eiflndung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf den Transport prismatischer Werkstücke aus Eisen oder Eisenlegierungen, vorzugsweise gehäuseartiger Bauteile aus GGL, an Werkzeugmaschinen, Maschinensystemen und Taktstraßen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei der Kontaktierung von zwei Oberflächen kommt es in Abhängigkeit von der einwirkenden Belastung zu Mikroverschweißungen im Berührungsbereich dieser Flächen. Bei einer Relativbewegung der kontaktierten Fläi ;ai führen diese Verbindungen zu Schervorgängen im oberflächennahen Bereich des Werkstoffes mit den kleinsten Kohäs onskräften. Oberfidchendefekte vie Pittings oder Riefen-als Fresser bezeichnet-sind die Folge. Diese nachteiligen Erscheinungen können nur veimieden 'erden, wenn der Zustand der Flüssigkeitsreibung erreicht wird; d.h., ein Schmiermittel und hohe Gleitg>)schwindigkeiten den Kontakt beider Flächen verhindert (Kragelski, I. W., Theorie der Reibung und des Verschleißes, Verlag Nauka Moskau, 1965). Beim Bewegen von schweren Bauteilen, wie Motorengehäusen mit einem Gewicht von etwa 200kg, auf Gleitschienen, die gleichzeitig noch die Aufgabe haben, Bearbeitungsspäne abzustreifen, kann diese Forderung nicht erfüllt werden. Es kommt aus diesem Grund zur Riefenbildi'.ig, die auf den Dichtflächen der Motorengehäuse entstehend zum Ausschuß der Bauteile oder zur kostenintensiven Nacharbeit der Dichtflächen führen. In der DE-OS 3413164, C23 C17/00 wird ein Verfal ^ren zur Verhinderung des Fressens von zusammenwirkenden Flächen beschrieben. Nach diesem Verfahren werden durch Hcohenergie-Ionenplattierung zumindest eines der Elemente Au, Ag, Cd, Cr, Ti oder Metallkarbid, -nitrid oder keramische Substanzen als dünne isolierende Schicht mit geringer Scherfestigkeit auf eine Fläche aufgebracht, die die beiden kontaktierten Oberflächenwerkstoffe voneinander trennt. Die verfahrensgemäß erreichten 1 bis 1 1 pm dicken Schichten sind zwar für das mehrfache Zusammen- und Aus.inanderbauen von verschraubbaren Verbindungen geeignet, solche geringen Schichtdicken sind aber für Gleifschienen zum gleitenden Bewegen schwerer Werkstücke nicht mehr ausreichend. Die hierbei auftretenden Dauerbelastungen über lange Zeiträume, wie sie im mehrschichtigen Produktionsbetrieb erforderlich sind, können die dünnen um-dicken Schichten nur kurze Zeit widerstehen und sind deshalb schnell abgetragen, so daß Mikroversrhweißungen an den Gleitflächen der Gleitschiene und der Werkstücke wieder auftreten.

Nach dem DE-GM 1013947; 49c 31/01 ist eine Tischplatte für spanbildende Werkzeugmaschinen bekannt. Die in der Tischplatte angeordneten Nuten dienen zur Aufnahme der zwischen Werkstück und Tischplatte vorhandenen Späne. Zwischen den Nuten befinden sie'· spitze Abstreiferkanten, die die am Werkstück haftenden Späne beim Weiterschieben des Werkstückes abstreifen. Neben diesen beabsichtigten Vorgang treten aber nachteilige Erscheinungen in der Weise auf, daß durch die spitzen Abstreiferkanten die spezifische Belastung entlang cViser Kanten unendlich groß wird und damit Mikroverschweißungen entstehen, die zu Freßriefen an den kontaktierendci Flächen führen.

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung sollen ein störungsfreier Werkstücktransport bei Dau^ibelastung der kontaktierten Flächen über lange Zeiträume erfolgen und die auf den Gleitschienen gleitenden Werkstückriäcrmn frei von Beschädigungen bleiben.