Bauteil mit einer Beschichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil insbesondere für hydraulische Maschi nen und/oder Komponenten, umfassend einen Grundkörper und eine auf dem Grundkörper aufgebrachte Beschichtung, wobei die Beschichtung in mindestens ei nem Teilbereich eine Funktionsschicht umfasst. Insbesondere kann es sich bei der Oberfläche der Beschichtung, die im Folgetext als Funktionsoberfläche bezeichnet wird, um eine Anlagefläche handeln.

Ein Anwendungsbeispiel ist der Triebwerkzylinder einer Axialkolbenmaschine, deren Funktionsfläche eine Anlagefläche zur Funktionsfläche der Steuerplatte bildet und im Zuge seiner Rotation entlang der Anlagefläche der Steuerplatte gleitet. Gemäß dem Stand der Technik ist die gesamte oder ein Teil der Funktionsoberfläche im Anlage bereich entweder auf dem Triebwerkzylinder oder auf der Steuerplatte durch eine Funktionsschicht gebildet. Bei der für dieses Beispiel gewählten Bauteilepaarung dient die Funktionsschicht zur Trockenschmierung, weswegen man in einem solchen Fall die Funktionsschicht auch als Gleitschicht bezeichnen kann. Derartige Funktionsschichten enthalten gemäß dem Stand der Technik erhebliche Mengen an Blei, welches im Hinblick auf die Belastung durch Reibungskräfte ent scheidend für eine funktionstüchtige Bauteilepaarung mit einer hohen Betriebsfestig keit ist, weil das darin enthaltene Blei als hochwirksamer Festschmierstoff für güns tige Gleiteigenschaften zwischen den jeweiligen Anlageflächen der beiden Bauteile dient. Wie gemeinhin bekannt, dient Reibungsreduzierung auch zur Erhöhung der Energieeffizienz von Triebwerken und/oder zur Reduzierung von Hysterese bei me chanischen Stellgliedern. Aufgrund gesetzlicher Vorgaben muss der Bleigehalt von Bauteilen insbesondere im Bereich der Hydraulik jedoch gering gehalten werden.

Bekanntermassen unterliegen die Bauteile hydraulischer Maschinen nicht nur der Belastung von Reibkräften. In anderen Fällen ist die zu erzielende Wirkung einer Beschichtung eine Resistenz-Erhöhung gegen andere Belastungen, bspw. eine hohe Flächenpressung, Durchbiegung, Kavitation etc.

Wichtige Faktoren für die spezifische Wirksamkeit einer Beschichtung ist die Zusam mensetzung des zur Beschichtung dienenden Auftragsmaterials aus seinen ver schiedenen Ausgangsmaterialien und deren Gewichtsanteile; insbesondere der Ge wichtsanteil desjenigen Ausgangsmaterials, welches den massgeblichen Einfluss auf die Betriebsfestigkeit hat. Letzteres Material wird im Folgetext als das ver schleissreduzierende Material bezeichnet. Denn eine Funktionsschicht kann auch ein anderes verschleissreduzierendes Material als Blei enthalten. Die Erfindung be zieht auch solche Beschichtungen ein, die mehrere verschleissreduzierende Materi alien enthalten.

Im Fall einer aus einer Metalllegierung bestehenden Beschichtung bspw. einer Mes singlegierung wären die darin enthaltenen Metalle wie bspw. Kuper, Zink etc. Aus gangsmaterialien. Um beispielsweise eine erhöhte Resistenz einer solchen Be schichtung gegen Reibkräfte zu erzielen, wäre z.B. Blei ein Ausgangsmaterial, wel ches einen massgeblichen Einfluss auf die Betriebsfestigkeit hat. Das heisst in einer solchen Konstellation wäre Blei das verschleissreduzierende Material bzw. eines der verschleissreduzierenden Materialien. Für einige dieser Ausgangsmaterialien und insbesondere für verschleissreduzie- rende Materialien wie Blei ist eine Einsatzmengenbeschränkung sehr vorteilhaft oder zwingend. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit kann eine Einsatzmengenbeschrän kung bestimmter Ausgangsmaterialien folgende Ursachen haben:

• Preis/generelle Verfügbarkeit

• Legislative Einschränkungen

• mangelnde Nachhaltigkeit bei der Gewinnung und/oder Entsorgung oder ander weitig kritisch

• Toxizität

• Radioaktivität

• Versorgungsunabhängigkeit

Andererseits kann auf solche verschleissreduzierende Materialien wie z.B. Blei auch nicht komplett verzichtet werden oder nur unter ganz erheblichen Nachteilen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Menge des eingesetzten ver- schleissreduzierenden Materials in einem Bauteil zu verringern. Bevorzugt sollen we der die Funktionstüchtigkeit noch die Betriebsfestigkeit hierdurch nicht beeinträchtigt werden.

Diese Aufgabe wird durch Bauteile gemäß den Ansprüchen 1 und 3 gelöst. Bevor zugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Im vorliegenden Text ist im Kontext einer Beschichtung, einschliesslich einer Funkti- ons- oder Pufferschicht (s.u.) mit dem Begriff Bereich immer eine räumliche Ausdeh nung entlang der Oberfläche des Grundkörpers bzw. entlang einer Parallelen zu der Oberfläche des Grundkörpers oder entlang der Funktionsoberfläche bzw. entlang ei ner Parallelen zu der Funktionsoberfläche gemeint. ln einem ersten Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung ein Bauteil umfassend einen Grundkörper und eine auf dem Grundkörper aufgebrachte Beschichtung, wo bei die Beschichtung in mindestens einem Teilbereich eine Funktionsschicht um fasst, welche mindestens ein verschleissreduzierendes Material enthält. Dabei un tergliedert sich die Funktionsschicht in mindestens zwei Bereiche, die sich dahinge hend unterscheiden, dass ein darin enthaltenes verschleissreduzierendes Material in unterschiedlichen Gewichtsanteilen enthalten ist.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass die meisten Belastun gen auf die Beschichtung lokal in unterschiedlicher Stärke auftreten, und daher nicht über die gesamte Erstreckung der Beschichtung entlang der Funktionsoberfläche ei nes Bauteils die quantitativ gleichen Anforderungen an die spezifischen Eigenschaf ten der Beschichtung vorliegen. Dementsprechend sieht die vorliegende Erfindung gemäß dem ersten Aspekt vor, in mindestens zwei unterschiedlichen Bereichen ent lang der Bauteiloberfläche Funktionsschichten mit einem jeweils unterschiedlichen Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials, welches zwar in beiden Be reichen benötigt wird, aber in einer möglichst geringen Menge eingesetzt werden soll, vorzusehen. Flierdurch kann der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Mate rials dort, wo die spezifische Belastung, die ihr Vorhandensein zwar erfordert, aber weniger stark ausgeprägt ist, gesenkt werden. Bevorzugt wird ein hoher Gewichts anteil des verschleissreduzierenden Materials daher nur dort eingesetzt, wo dieses auch tatsächlich in einer hohen Menge benötigt wird bzw. hochwirksame Vorteile oder zumindest deutliche Vorteile bietet.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem verschleissreduzierenden Material um Blei.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Bauteil um ein Bauteil einer hydraulischen Ma schine und/oder einer hydraulischen Komponente. Beispiele für hydraulische Ma schine und/oder hydraulische Komponenten, bei welchen die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen kann und sehr vorteilhaft ist, werden im Folgenden noch näher beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch in anderen Gebieten der Technik, in welcher Funktionsschichten zum Einsatz kommen, die mindestens ein verschleissreduzierendes Material enthalten, welches für die Funktionstüchtigkeit und/oder die Betriebsfestigkeit zwar benötigt wird, aber in einer möglichst geringen Menge verwendet werden soll, eingesetzt werden.

In einer möglichen ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Funkti onsschicht teilweise oder über ihre gesamte Erstreckung unmittelbar auf dem Grund körper aufgebracht.

In einer möglichen zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Funkti onsschicht teilweise oder über ihre gesamte Erstreckung über eine Pufferschicht auf dem Grundkörper aufgebracht. Dies bedeutet, dass sich die Pufferschicht in Dicken richtung teilweise oder über ihre gesamte Erstreckung zwischen der Oberfläche des Grundkörpers und der Funktionsschicht angeordnet ist, wobei bevorzugt die Puffer schicht unmittelbar oder über eine weitere Schicht auf der Oberfläche des Grundkör pers angeordnet ist und die Funktionsschicht unmittelbar oder über eine weitere Schicht auf der Oberfläche der Pufferschicht angeordnet ist.

In der Pufferschicht ist das verschleissreduzierende Material, welches in der Funkti onsschicht oder zumindest in gewissen Funktionsschicht-Bereichen enthalten sein muss, bevorzugt mit einem geringeren Gewichtsanteil enthalten als in den Funkti onsschicht-Bereichen und besonders bevorzugt überhaupt nicht enthalten.

Bei einer entsprechenden Zusammensetzung des Auftragsmaterials und der Pro zessführung beim Beschichten der Lagen, kann im Endeffekt eine besonders gute Verankerung zwischen der Pufferschicht und der Funktionsschicht entlang ihres ge meinsamen Grenzverlaufs vorliegen. Ein Grenzverlauf zwischen der Pufferschicht und der Funktionsschicht kann in der Dickenrichtung einer Beschichtung auftreten, aber auch dann, wenn in einer gemeinsamen Lage der Beschichtung ein Teilbereich aus einer Pufferschicht besteht und ein anderer daran angrenzender Teilbereich aus einer Funktionsschicht besteht. ln einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Pufferschicht eine andere und insbesondere höhere Materialhärte auf als die Funktionsschicht. Die Pufferschicht bezweckt üblicherweise ein besseres Haften der Funktionsschicht und ist daher primär darauf ausgelegt. Im Fall eines weichen Grundkörpers wird die Puf ferschicht bevorzugt derart ausgelegt, dass diese eine hohe Materialhärte aufweist. Hingegen wird die Funktionsschicht dahingehend optimiert, um die spezifische Be lange zur Einhaltung der Betriebsfestigkeit der Funktionsoberfläche zu erfüllen und dem entscheidenden Aspekt, dass das bzw. die verschleissreduzierenden Materia lien in einer möglichst geringen Menge eingesetzt werden.

In einem zweiten unabhängigen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst diese ein Bauteil bestehend aus einem Grundkörper und einer darauf aufgebrachten Be schichtung, wobei die Beschichtung in mindestens einem Bereich eine über eine Puf ferschicht auf dem Grundkörper aufgebrachte Funktionsschicht aufweist. Dabei ent hält die Funktionsschicht mindestens ein verschleissreduzierendes Material, welches in der Pufferschicht bevorzugt mit einem geringeren Gewichtsanteil und besonders bevorzugt überhaupt nicht enthalten ist. Dabei wird eine Funktionsoberfläche des Bauteils in mindestens einem ersten Bereich durch die Pufferschicht gebildet und in mindestens einem zweiten Bereich durch die Funktionsschicht gebildet.

Eine solche Funktionsoberfläche wird daher nicht mehr komplett durch eine Funkti onsschicht gebildet, sondern teilweise durch eine Funktionsschicht und teilweise durch eine Pufferschicht. Optional kann ein verbleibender Anteil einer solchen Funk tionsoberfläche durch die Oberfläche des Grundkörpers gebildet sein.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung existiert auf einer Funktionsfläche (i) zumindest ein Bereich, in dem auf dem Grundkörper eine Pufferschicht aufgebracht ist und dort die Funktionsoberfläche bildet und (ii) mindes tens ein weiterer Bereich, in dem auf dem Grundkörper eine Pufferschicht aufge bracht ist und darüber eine Funktionsschicht aufgebracht ist, welche dort die Funkti onsoberfläche bildet und (iii) optional existiert ein weiterer Bereich in dem auf dem Grundkörper eine Funktionsschicht aufgebracht ist, welche dort die Funktionsober fläche bildet und (iv) optional existiert mindestens ein weiterer Bereich, in dem die Funktionsoberfläche durch den Grundkörper gebildet wird.

Auch diese Ausgestaltungen beruhen auf der Erkenntnis der Erfinder, dass die meis ten der Belastungen auf die Beschichtung lokal in unterschiedlicher Stärke auftreten, und daher nicht über die gesamte Erstreckung entlang der Bauteiloberfläche resp. entlang der Funktionsoberfläche der Beschichtung die gleichen quantitativen Anfor derungen an die Eigenschaften der Beschichtung vorliegen. Dementsprechend sieht die vorliegende Erfindung gemäß dem zweiten Aspekt vor, in mindestens einem Be reich der Beschichtung eine Pufferschicht vorzusehen, welche dort die Funktions oberfläche bildet und in mindestens einem weiteren Bereich der Beschichtung eine Pufferschicht mit einer darauf aufgetragenen Funktionsschicht vorzusehen, welche dort die Funktionsoberfläche bildet. Im Minimalfall einer solchen Beschichtung einer Funktionsfläche besteht die Funktionsoberfläche aus zwei unterschiedlichen Berei chen entlang der Bauteiloberfläche, wobei einmal eine Funktionsschicht und einmal die Pufferschicht zur Bildung der Funktionsoberfläche vorgesehen ist. Flierdurch kann der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials insgesamt gesenkt werden, da dort, wo die Belastungen geringer sind und bereits durch die Puffer schicht erfüllt werden können, die Funktionsoberfläche durch die Pufferschicht gebil det ist. Die Funktionsschicht mit dem verschleissreduzierenden Material wird dage gen bevorzugt nur noch dort eingesetzt, wo das verschleissreduzierende Material auch tatsächlich benötigt wird.

Unter der Zielsetzung eines möglichst bedarfsgerechten Einsatzes des verschleiss reduzierenden Materials kann sein Gewichtsanteil über die Lagen der Funktions schicht und/oder entlang einer Parallelen zu Funktionsoberfläche einschliesslich der Funktionsoberfläche selbst variieren.

Insbesondere kann die Pufferschicht in dem Bereich, in welchem sie die Funktions oberfläche bildet, eine größere Dicke aufweisen als in einem Bereich, in welchem sie der Verbindung der Funktionsschicht mit dem Grundkörper dient. Bevorzugt ist die Oberfläche der Pufferschicht in dem Bereich, in welchem sie die Funktionsoberfläche bildet, hierdurch plan mit der Oberfläche der Funktionsschicht. Alternativ ist bevor zugt die Oberfläche der Pufferschicht in dem Bereich, in welchem sie die Funktions oberfläche bildet, zwar grösstenteils plan mit der Oberfläche der Funktionsschicht, aber weist die Oberfläche der Pufferschicht mindestens eine Vertiefung auf, die bspw. als Öltasche dienen kann.

Der erste und der zweite Aspekt sind zunächst unabhängig voneinander Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die beiden Aspekte können jedoch auch miteinander kombiniert werden.

Insbesondere kann die Funktionsoberfläche in einem Bereich durch die Pufferschicht und in zwei Bereichen durch eine Funktionsschicht, d.h. in zwei Funktionsschicht- Bereiche gebildet werden, wobei sich diese bezüglich ihres verschiedenen Gewichts anteils an verschleissreduzierendem Materials unterscheiden.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, welche sowohl beim ers ten Aspekt, als auch beim zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, als auch bei deren Kombination zum Einsatz kommen können, werden im Folgenden näher be schrieben.

Generell können eine Funktionsschicht und eine Pufferschicht jeweils einlagig oder mehrlagig sein. Dabei können sich die unterschiedlichen Lagen, welche an einem Bauteil eine Funktionsschicht oder Pufferschicht bilden, unterscheiden. Ohne An spruch auf Vollständigkeit kann ein Unterschied in der Prozessführung, mit der eine jeweilige Lage aufgetragen wird, bestehen und/oder in der Zusammensetzung des Materials, aus dem eine jeweilige Lage der Pufferschicht aufgetragen wird.

Bei der Funktionsschicht ergibt sich insbesondere, dass sich der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials in den unterschiedlichen Lagen unterscheiden kann. Die Angaben der vorliegenden Erfindung zum Gewichtsanteil des verschleissredu- zierenden Materials beziehen sich dabei bevorzugt auf mindestens eine, insbeson dere die oberste Lage der Pufferschicht und/oder Funktionsschicht. Alternativ oder zusätzlich können sich die Angaben auch auf den mittleren Gewichtsanteil im Mate rial aller Lagen der Pufferschicht bzw. Funktionsschicht oder aller Lagen der Puffer schicht bzw. Funktionsschicht, welche das verschleissreduzierende Material enthal ten, beziehen. Ein unterschiedlicher Gewichtsanteil liegt daher bereits dann vor, wenn sich der Gewichtsanteil in mindestens einer der Lagen der Funktionsschicht bzw. Pufferschicht voneinander unterscheidet, wobei sich der Gewichtsanteil bevor zugt in der obersten Lage und/oder im Hinblick auf den mittleren Gewichtsanteil im Material aller Lagen der Pufferschicht bzw. Funktionsschicht unterscheidet.

Die Pufferschicht und die Funktionsschicht erstrecken sich zumindest abschnitts weise jeweils entlang einer Oberfläche bzw. entlang einer Parallelen der Oberfläche des Grundkörpers. Sie können dabei zumindest abschnittsweise eine Funktionsober fläche des Bauteils bilden oder parallel zu einer solchen unter einer oder mehrerer weiterer Schichten verlaufen.

Die Funktionsschicht-Bereiche mit einem unterschiedlichen Gewichtsanteil des ver- schleissreduzierenden Materials können sich auf der Oberfläche des Grundkörpers befinden und dabei in nebeneinander angeordneten Bereichen. Die Bereiche können dabei unmittelbar aneinander angrenzen oder durch weitere Bereiche voneinander getrennt sein.

In Dickenrichtung übereinander angeordnete Lagen stellen dagegen keine unter schiedlichen Teilbereiche einer Funktionsschicht im Sinne der vorliegenden Erfin dung dar, auch wenn das Material der Lagen das verschleissreduzierende Material mit einem jeweils unterschiedlichen Gewichtsanteil umfasst.

Bevorzugt dient die Pufferschicht primär dazu bzw. die Materialzusammensetzung ist primär darauf ausgerichtet, dass die Funktionsschicht mit einer ausreichenden Festigkeit auf der Bauteiloberfläche verankert ist und im Fall weicher Grundkörper durch das Vorhandensein der Pufferschicht dem Bauteil eine erhöhte Festigkeit ver liehen wird. Wenn eine dahingehend optimierte Pufferschicht zugleich die lokal herr schenden Anforderungen der auf die Funktionsoberfläche einwirkenden Belastungen erfüllt, kann in diesen Abschnitten die Funktionsoberfläche durch die Pufferschicht gebildet sein.

Bevorzugt dient die Funktionsschicht primär dazu bzw. die Materialzusammenset zung ist primär darauf ausgerichtet, dass die Funktionsoberfläche eine ausreichende Betriebsfestigkeit gegenüber den lokal auf sie einwirkenden Belastungen aufweist und im Fall von Relativbewegungen zugleich die Reibungsverluste (im Hinblick auf den Wirkungsgrad und die Flysterese) möglichst gering gehalten werden, insbeson dere bevor entsprechende Anlageflächen mit Öl benetzt werden. Bekanntermassen wird innerhalb einer gewissen ersten Betriebsphase, die nach einer gewissen Still standszeit erfolgt, die ausreichende Eigenversorgung hydraulischer Komponenten erst nach einer gewissen Betriebsdauer erreicht.

Die Funktionsschicht weist bevorzugt eine entsprechende Eigenfestigkeit auf, dass sie in ihrer Dickenrichtung eine ausreichende Betriebsfestigkeit aufweist, z.B. eine ausreichende Betriebsfestigkeit gegen Flächenpressungen und Kavitation.

Sofern (lokal) eine ausreichend feste Verankerung einer Funktionsschicht auf dem Grundkörper vorliegt bzw. möglich ist und zugleich dem Bauteil keine erhöhte Fes tigkeit durch das Aufbringen einer vergleichsweise harten Pufferschicht notwendig ist, kann die Funktionsschicht lokal direkt auf dem Grundkörper aufgebracht werden.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem verschleissreduzierenden Material um Blei und die Pufferschicht weist einen niedrigeren Bleigehalt auf als eine Lage oder mehrere Lagen oder alle Lagen der Funktionsschicht oder eines Funktionsschicht-Bereiches oder aller Funktionsschicht- Bereiche. Insbesondere kann eine Pufferschicht kein Blei enthalten. In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildet die Funktions oberfläche eine Anlagefläche für ein anderes Bauteil und die Beschichtung trägt in ihrer Gesamtheit dazu bei, dass die Funktionsoberfläche eine ausreichende Be triebsfestigkeit aufweist.

In einer möglichen alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildet die Funktionsoberfläche eine Kontaktfläche zu einem Fluid und die Beschichtung trägt in ihrer Gesamtheit dazu bei, dass die Funktionsoberfläche eine ausreichende Betriebsfestigkeit aufweist.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bilden die mindestens zwei Bereiche der Funktionsoberfläche des Bauteils eine Anlagefläche für eine Dreh bewegung und/oder eine translatorische Bewegung des Bauteils relativ zu einer An lagefläche eines anderen Bauteils. Bei solchen Gleitvorgängen kommt die vorlie gende Erfindung besonders effektiv zur Geltung, da in Abhängigkeit von dem Ab stand zur Drehachse und/oder in Abhängigkeit der einwirkenden Kräfte und/oder in Abhängigkeit von einem üblichen Bewegungsbereich sehr unterschiedliche Belas tungen in den unterschiedlichen Bereichen der Anlagefläche vorliegen können.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die mindestens zwei Bereiche der Funktionsoberfläche des Bauteils bezüglich einer Achse der Dreh bewegung und/oder einer translatorischen Bewegung in unterschiedlichen radialen, axialen und/oder Umfangsbereichen der Anlagefläche angeordnet.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die mindestens zwei Bereiche der Funktionsoberfläche des Bauteils einen unterschiedlichen radialen Abstand zu einer Drehachse auf. Aufgrund des unterschiedlichen Abstands zur Dreh achse sind die Relativgeschwindigkeiten und damit die Anforderungen an die Anla gefläche in den beiden Bereichen unterschiedlich, was die vorliegende Erfindung be rücksichtigt. In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials der Beschichtung bei jeweils gleichem Ab stand von der Funktionsoberfläche in einem ersten Bereich mit einem größeren Ab stand zur Drehachse höher als in einem zweiten Bereich mit einem geringeren Ab stand zur Drehachse, wobei sich dieses Prinzip selbstverständlich nicht nur auf zwei, sondern auf mehrere Bereiche übertragen lässt. Dies berücksichtigt das Vorliegen unterschiedlicher Relativgeschwindigkeiten in den verschiedenen Bereichen.

Wird hier oder im Folgenden von einem Gewichtsanteil des verschleissreduzieren den Materials der Beschichtung gesprochen, bezieht sich dies bevorzugt auf den Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials in der Funktionsschicht oder, soweit diese die Funktionsoberfläche bildet, in der Pufferschicht.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Bauteil min destens einen Fluiddurchgang auf, wobei sich der Gewichtsanteil des verschleissre duzierenden Materials in der Beschichtung, welches massgeblich eine Erhöhung der Betriebsfestigkeit des Bauteils bewirkt, in einem Bereich, welcher an den Fluiddurch gang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, von dem Ge wichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials in mindestens einem von dem Fluiddurchgang beabstandeten Bereich unterscheidet.

Flierdurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass im Bereich eines Fluiddurchgangs oftmals Kavitation auftritt, welche die Funktionsoberfläche bzw. die Beschichtung in der Umgebung des Fluiddurchgangs belastet.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Gewichtsanteil eines in der Beschichtung enthaltenen verschleissreduzierenden Materials, welches zu der massgeblichen Erhöhung der Trockenschmierung beiträgt, in dem an den Flu iddurchgang anschließenden Funktionsschicht-Bereich niedriger als in einem ande ren von dem Fluiddurchgang beabstandeten Funktionsschicht-Bereich. Aufgrund der durch den geringeren Gewichtsanteil eines solchen verschleissreduzierenden Mate rials größere Materialhärte in dem an den Fluiddurchgang anschliessenden Bereich ist die Beschichtung hier weniger empfindlich gegenüber den durch die Kavitation auftretenden Belastungen.

In einer ersten Variante kann in der Beschichtung des Bauteilbereichs, der sich an den Fluiddurchgang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, ein geringerer Gewichtsanteil eines solchen verschleissreduzierenden Materials, mit dem zwar eine massgebliche Erhöhung der Trockenschmierung erzielt werden kann, aber zugleich eine reduzierte Betriebsfestigkeit gegenüber Kavitation auftritt, vorge sehen sein als in einem anderen Bereich

In einer zweiten Variante kann an dem Bauteilbereich, welcher an den Fluiddurch gang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, die Funktions oberfläche durch eine Pufferschicht gebildet werden, über welche in einem anderen Bauteilbereich eine zu einem gewissen Gewichtsanteil das verschleissreduzierende Material beinhaltende Funktionsschicht auf dem Grundkörper aufgebracht ist. In die ser zweiten Variante liegt eine Beschichtung des Bauteils vor, die im Nahbereich oder zumindest teilweise im Nahbereich eine durch die Pufferschicht gebildete Funk tionsoberfläche aufweist und in einem anderen Bereich die Funktionsoberfläche durch eine Funktionsschicht gebildet wird.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Funktionsflä che eines Bauteils einen ersten und einen zweiten radialen Bereich mit unterschied lichem Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials auf, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten radialen Bereich ein dritter radialer Bereich angeordnet ist, welcher mindestens einen Fluiddurchgang aufweist.

In einer möglichen ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zumindest in einem ersten Teilbereich des dritten radialen Bereichs, welcher an den Fluiddurch gang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, die Funktions oberfläche durch eine Pufferschicht gebildet, welche in einem anderen Bereich dazu dient, eine Funktionsschicht mit dem Grundkörper zu verbinden. ln einer möglichen zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zumindest in einem ersten Teilbereich des dritten radialen Bereichs, welcher an den Fluiddurch gang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, die Funktions oberfläche durch eine Funktionsschicht gebildet, die einen anderen Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials aufweist als in mindestens einem von dem Fluiddurchgang beabstandeten zweiten Teilbereich des dritten radialen Bereichs.

In einer möglichen dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist zumindest in einem ersten Teilbereich des dritten radialen Bereichs, welcher an den Fluiddurch gang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, die durch eine Funktionsschicht gebildete Funktionsoberfläche einen anderen Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials auf als in dem ersten und/oder zweiten radialen Bereich.

Die zweite und dritte Ausgestaltung können auch miteinander kombiniert werden. Insbesondere können sich dabei die Funktionsschichten in dem ersten Teilbereich des dritten radialen Bereichs, welcher an den Fluiddurchgang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, in dem von dem Fluiddurchgang beabstande ten zweiten Teilbereich des dritten radialen Bereichs, in dem ersten und in dem zwei ten radialen Bereich jeweils unterschiedlich sein.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird in der Beschich tung bzw. in Teilbereichen der Beschichtung ein solches verschleissreduzierendes Material verwendet, welches eine Erhöhung der Betriebsfestigkeit gegen Kavitations belastungen bewirkt. Dabei weist das Bauteil mindestens einen Fluiddurchgang auf, wobei sich der Gewichtsanteil dieses verschleissreduzierenden Materials in einem ersten und in einem zweiten Funktionsschicht-Bereich unterscheidet, obwohl sich beide an den Fluiddurchgang anschliessen und diesen bevorzugt zumindest teil weise umgeben. Erfindungsgemäss wird in einem Funktionschicht-Bereich ein ver gleichsweise hoher Anteil des verschleissreduzierenden Materials verwendet, wo eine besonders hohe Sogwirkung d.h. ein vergleichsweise starker Unterdrück auftritt, wenn der Fluidurchgang bestimmungsgemäss durchströmt wird, d.h. die Vorrichtung, in der sich das Bauteil mit der hier betrachteten Beschichtung in Betrieb befindet.

Durch den höheren Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials in einem ersten Funktionsschicht-Bereich, welcher einen solchen Kontaktbereich zu einem Teilbereich des Fluids bildet, wo das Fluid einen besonders starken Unterdrück auf weisen kann, trägt dazu bei, dass das Bauteil weniger anfällig gegen Kavitationsbe lastungen ist. Erfindungsgemäss enthält der zweite Funktionsschicht-Bereich, der sich zwar ebenfalls an den Fluiddurchgang anschließt und diesen bevorzugt zumin dest teilweise umgibt und folglich auch einen Kontaktbereich zu einem Teilbereich des Fluids bildet, einen geringeren Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Ma terials, sofern der dortige Unterdrück des Fluids geringer ist als in dem Kontaktbe reich des Fluids zum ersten Funktionsschicht-Bereich. Bei einer korrekten Auslegung kann für den zweiten Funktionsschicht-Bereich eine gewisse Menge des verschleiss reduzierenden Materials eingespart werden ohne die Gefahr, dass ein erhöhtes Ri siko solcher Kavitationsschäden auftritt, welche entscheidend für die Betriebsfestig keit sind.

Sind aufgrund von Strömungssimulationen, durch Bauteiltests etc. die lokalen Ein flussgrössen, insbesondere die Druckverhältnisse bekannt - zumindest in einer ge wissen Genauigkeit - kann das erfindungsgemässe Grundprinzip unter Ausschöp fung der damit verbundenen Vorteile, nämlich zur Schaffung eines zusätzlichen Kor ridors, in dem eine Optimierung zwischen (i) einer Erhöhung der Betriebsfestigkeit des Bauteils und (ii) der Verminderung der Aufwandsmenge des verschleissreduzie renden Materials zur Anwendung kommen.

Bestimmte Bauteile weisen Vertiefungen und/oder Fluiddurchgänge auf, die sich ver gleichsweise weitläufig über die Funktionsfläche erstrecken. Dies kann zur Folge ha ben, dass im Nahbereich einer solchen Vertiefung bzw. eines solchen Durchbruchs die Flächenpressung zu einer Belastung führt, welche dominierend oder wesentlich mitbestimmend für die Beschichtung sein muss, damit das Bauteile resp. die Be schichtung die geforderte Dauerfestigkeit erfüllt. In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Bauteil min destens eine Vertiefung und/oder mindestens einen Fluiddurchgang auf, wobei sich der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials in der Beschichtung, wel ches massgeblich eine Erhöhung der Betriebsfestigkeit des Bauteils bewirkt, in ei nem Bereich, welcher an den Fluiddurchgang anschließt und diesen bevorzugt zu mindest teilweise umgibt, von dem Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Ma terials in mindestens einem von der Vertiefung bzw. von dem Fluiddurchgang beab- standeten Bereich unterscheidet.

Flierdurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass im Nahbereich einer Vertiefung oder eines Fluiddurchgangs oftmals eine Flächenpressung auftritt, welche die Funktionsoberfläche bzw. die Beschichtung in der Umgebung des Fluiddurch gangs belastet.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Gewichtsanteil eines in der Beschichtung enthaltenen verschleissreduzierenden Materials, welches zu der massgeblichen Erhöhung der Trockenschmierung beiträgt, in dem an der Ver tiefung bzw. an den Fluiddurchgang anschliessenden Funktionsschicht-Bereich nied riger als in einem anderen von der Vertiefung bzw. von dem Fluiddurchgang beab- standeten Funktionsschicht-Bereich. Aufgrund der durch den geringeren Gewichts anteil eines solchen verschleissreduzierenden Materials größere Materialhärte an der Vertiefung bzw. an den Fluiddurchgang anschließenden Bereich ist die Beschich tung hier weniger empfindlich gegenüber den durch die Flächenpressung auftreten den Belastungen.

In einer ersten Variante kann in der Beschichtung des Bauteilbereichs, der sich an der Vertiefung bzw. an den Fluiddurchgang anschliesst und diesen bevorzugt zumin dest teilweise umgibt, ein geringerer Gewichtsanteil eines solchen verschleissredu zierenden Materials, mit dem zwar eine massgebliche Erhöhung der Trockenschmie rung erzielt werden kann, aber zugleich eine reduzierte Betriebsfestigkeit gegenüber Flächenpressung auftritt, vorgesehen sein als in einem anderen Bereich In einer zweiten Variante kann an dem Bauteilbereich, welcher an der Vertiefung bzw. an den Fluiddurchgang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, die Funktionsoberfläche durch eine Pufferschicht gebildet werden, welche in einem anderen Bauteilbereich eine zu einem gewissen Gewichtsanteil das ver- schleissreduzierende Material beinhaltende Funktionsschicht auf dem Grundkörper gebildet wird. In dieser zweiten Variante liegt eine Beschichtung des Bauteils vor, die im Nahbereich oder zumindest teilweise im Nahbereich eine durch die Pufferschicht gebildete Funktionsoberfläche aufweist und in einem anderen Bereich die Funktions oberfläche durch eine Funktionsschicht gebildet wird.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Funktionsflä che eines Bauteils einen ersten und einen zweiten radialen Bereich mit unterschied lichem Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials auf, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten radialen Bereich ein dritter radialer Bereich angeordnet ist, welcher mindestens eine Vertiefung und/oder mindestens einen Fluiddurchgang aufweist.

In einer möglichen ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zumindest in einem ersten Teilbereich des dritten radialen Bereichs, welcher an der Vertiefung bzw. an den Fluiddurchgang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, die Funktionsoberfläche durch eine Pufferschicht gebildet, welche in einem anderen Bereich dazu dient, eine Funktionsschicht mit dem Grundkörper zu verbin den.

In einer möglichen zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zumindest in einem ersten Teilbereich des dritten radialen Bereichs, welcher an der Vertiefung bzw. an den Fluiddurchgang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, die Funktionsoberfläche durch eine Funktionsschicht gebildet, die einen an deren Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials aufweist als in mindes tens einem von dem Fluiddurchgang beabstandeten zweiten Teilbereich des dritten radialen Bereichs. In einer möglichen dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist zumindest in einem ersten Teilbereich des dritten radialen Bereichs, welcher an der Vertiefung bzw. an den Fluiddurchgang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, die durch eine Funktionsschicht gebildete Funktionsoberfläche einen ande ren Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials auf als in dem ersten und/oder zweiten radialen Bereich.

Die zweite und dritte Ausgestaltung können auch miteinander kombiniert werden. Insbesondere können sich dabei die Funktionsschichten in dem ersten Teilbereich des dritten radialen Bereichs, welcher an der Vertiefung bzw. an den Fluiddurchgang anschließt und diesen bevorzugt zumindest teilweise umgibt, in dem von der Vertie fung bzw. von dem Fluiddurchgang beabstandeten zweiten Teilbereich des dritten radialen Bereichs, in dem ersten und in dem zweiten radialen Bereich jeweils unter schiedlich sein.

Bei den oben genannten Ausgestaltungen kann die Beschichtung bzw. Funktions oberfläche insbesondere auf einem Triebwerkzylinder, einer Steuerplatte, einem Kol ben, einer Kolbenlaufbuchse, einer Schrägscheibe und/oder der Gleitfläche eines Gleitschuhs angeordnet sein, so dass es sich bei dem Bauteil insbesondere um ei nen Triebwerkzylinder, eine Steuerplatte, einen Kolben, eine Schrägscheibe und/o der einen Gleitschuh handelt. Bevorzugt ist eine solche wie im vorausgegangenen Text beschriebene Beschichtung an der Funktionsfläche des Bauteils vorhanden resp. wird die Funktionsfläche durch eine derartige Beschichtung gebildet.

Bei den oben genannten Ausgestaltungen kann die Beschichtung bzw. Funktions oberfläche insbesondere eine Anlagefläche für eine Drehbewegung um einen be grenzten Winkelbereich, d.h. eine Schwenkbewegung, oder für eine Drehbewegung für einen unbegrenzten Winkelbereich und insbesondere für eine Rotationsbewe gung darstellen. Weiterhin kann die Beschichtung bzw. Funktionsoberfläche eine Anlagefläche für eine Linearbewegung oder Superposition aus Rotation und Linearbewegung darstel len.

In einer möglichen weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildet die Funktionsoberfläche des ersten Bauteils eine Anlagefläche für ein zweites Bauteil, welches eine relative Schwenkbewegung und/oder relative Linearbewegung zu dem ersten Bauteil ausführt.

Beispielsweise kann es sich bei der Anlagefläche des ersten Bauteils um die Aufla gefläche eines Gleitlagers bspw. die Auflagefläche einer Schwenkwiege oder die Führungsfläche eines Triebwerk- oder Steuerkolbens handeln. Die erfindungsge- mässe Beschichtung kann an dem statischen und/oder an dem beweglichen Bauteil angeordnet sein.

Da die Querkräfte bzw. die Normalkräfte zumeist derart auf Bauteile einwirken, dass diese nicht in das Zentrum, sondern versetzt in die Anlageflächen einwirken und/oder eine Durchbiegung von Bauteilen hinzukommt, liegt eine lokal unterschiedliche Be lastung auch für Anlageflächen vor, die (i) in ihrer Funktion als Auflagefläche für ein anderes Bauteil dienen, welches eine relative Schwenkbewegung ausführt oder eine relative Rotationsbewegung oder die (ii) in ihrer Funktion als Führungsfläche einer relativen Linearbewegung für ein anderes Bauteil dienen.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Anlagefläche zumindest teilweise aus einer Beschichtung gebildet, die mindestens zwei axial oder in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Bereiche umfasst, in denen das verschleissreduzierende Material in unterschiedlichen Gewichtsanteilen enthalten ist.

Dabei können diese mindestens zwei Beschichtungs-Bereiche eine Funktionsober fläche aufweisen, die jeweils aus einem Funktionsschicht-Bereich gebildet ist, in de- nen das verschleissreduzierende Material in unterschiedlichen Gewichtsanteilen ent halten ist. Alternativ oder ergänzend kann die Funktionsoberfläche in mindestens ei nem Teilbereich durch eine Pufferschicht gebildet sein und in mindestens einem an deren Teilbereich durch eine Funktionsschicht gebildet sein.

Insbesondere können hierdurch die lokal unterschiedlichen auf die Anlagefläche ein wirkenden Belastungen berücksichtigt werden, welche durch Querkräfte und/oder Durchbiegungen hervorgerufen werden. Alternativ oder ergänzend können hierdurch die Belastungen, die in einem bestimmten Bewegungsbereich hervorgerufen wer den, Berücksichtigung finden; bspw. ein bevorzugter resp. häufig auftretender Bewe gungsbereich und/oder die Position maximaler Belastung.

Insbesondere kann in einem ersten Bereich der Anlagefläche, in welchem eine durch Querkräfte und/oder Durchbiegung größere Belastung einwirkt, der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials in der Beschichtung entlang der Oberfläche des Grundkörpers oder entlang einer Parallelen zur Oberfläche des Grundkörpers- d.h. entlang der Funktionsoberfläche oder entlang einer Parallelen der Funktions oberfläche - höher sein als in einem zweiten Bereich der geringeren Belastungen unterliegt.

Weiterhin kann in einem ersten Bereich der Anlagefläche, in welchem die derartigen Belastungen in einer Normalstellung des beweglichen Bauteils höher sind, in der dor tigen Beschichtung der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials hö her sein als in einem zweiten Bereich, auf den in einer Normalstellung geringere Be lastungen einwirken.

Bei der Anlagefläche des Bauteils kann es sich insbesondere um die Auflagerläche einer Rotationsachse (z.B. die Rotationsachse einer Triebwelle) oder Schwenkachse (z.B. die Zapfen einer Schwenkwiege) handeln oder um eine Führungsfläche eines anderen Bauteils (z.B. eines Triebwerk- oder Steuerkolben), das eine relative Line arbewegung ausführt. Gleichermassen kann es sich bei der Anlagefläche um einen Teilbereich der Ober fläche des bewegten Bauteils handeln, wie eine Triebwelle, eine Schwenkwiege, ei nen Triebwerk- oder Steuerkolben etc.

Eine mögliche weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung betrifft die Funkti onsflächen einer Kugelkopfverbindung. Dabei kann die erfindungsgemässe Be schichtung auf dem Kugelkopf und/oder auf der Oberfläche in der Kugelkalotte auf getragen sein bzw. zumindest einen Teil der Oberfläche des Kugelkopfes und/oder einen Teil der Oberfläche der Kugelkalotte bilden.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Form eines Kugelkopfes oder einer Kugelkalotte aufweisende Anlagefläche bezüglich einer ge dachten einen solchen Körper durchstossende Achse mindestens zwei radial neben einander angeordnete Bereiche auf, die jeweils mit einer Beschichtung versehen sind, wobei sich die beiden Beschichtungs-Bereiche unterscheiden.

In einer möglichen Ausführungsform existieren mindestens zwei Beschichtungs-Be reiche denen ein verschleissreduzierendes Material in unterschiedlichen Gewichts anteilen vorhanden ist.

Insbesondere können hierdurch unterschiedliche Lagerkräfte und/oder Belastungen berücksichtigt werden, welche durch den Abstand von einer Drehachse, den lokal vorliegenden Querkräften, der Durchbiegung und/oder einen bevorzugten Bewe gungsbereich hervorgerufen sind, berücksichtigt werden.

Weiterhin kann in einem ersten Bereich einer Anlagefläche einer Kugelkopfverbin dung, in welchem die derartigen Belastungen in einer Normalstellung bzw. einem engen hauptsächlich auftretenden Bewegungsbereichs des beweglichen Bauteils höher sind, in der dortigen Beschichtung der Gewichtsanteil des verschleissreduzie- renden Materials höher sein als in einem zweiten Bereich, auf den in einer Normal stellung geringere Belastungen einwirken. Bei der Kugelkopfverbindung, welche eine mit einer erfindungsgemässen Beschich tung ausgestattete Anlagefläche aufweist, kann es sich insbesondere um eine Ku gelkopfverbindung zwischen einem Triebwerkkolben und einem Gleitschuh, d.h. ei ner Triebwerkkolben-Gleitschuh-Einheit handeln.

Sofern die erfindungsgemässe Kugelkopfverbindung die Verbindung zwischen ei nem Triebwerkkolben und einem Gleitschuh betrifft, erstrecken sich die Beschich tungs-Bereiche - d.h. Teilbereiche mit einer jeweils gleichen Beschichtung - bevor zugt über solche Bereiche, die Rotationssymmetrisch zur Zentralachse des Trieb werkkolbens bzw. des Gleitschuhs gelegen sind. Hintergrund dafür ist, dass sich ein Gleitschuh um seine eigene Rotationsachse dreht.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Bauteil min destens drei Beschichtungs-Bereiche mit jeweils unterschiedlichem Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials auf. Insbesondere kann das Bauteil drei Be reiche aufweisen, in welchen jeweils eine Funktionsschicht mit einem unterschiedli chen Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials vorgesehen ist. Hier durch können die lokal unterschiedlichen Belastungen noch zielgerichteter berück sichtigt werden. Bevorzugt handelt es sich bei diesem verschleissreduzierenden Ma terial um Blei.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die drei Be schichtungs-Bereiche einen unterschiedlichen radialen Abstand zu einer Achse auf und/oder sind in unterschiedlichen axialen oder Umfangsabschnitten einer Anlage fläche angeordnet.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung schließen die mindes tens zwei oder drei Beschichtungs-Bereiche unmittelbar aneinander an.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bilden die zwei oder drei Beschichtungs-Bereiche eine gemeinsame Anlagefläche, d.h. dienen gemein sam der Anlage eines anderen Bauteils. In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Bauteil min destens drei unterschiedliche Beschichtungs-Bereiche auf, von welchen zwei einen unterschiedlichen Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials aufwei sen, während der dritte Bereich ein anderes verschleissreduzierendes Material auf weist.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist zumindest auf ei nem Teilbereich der Funktionsoberfläche eine zusätzliche Einlaufschicht aufgetra gen.

Die Einlaufschicht soll eventuelle Unebenheiten auf der Funktionsfläche, insbeson dere auf der Oberfläche der eigentlichen Beschichtung ausgleichen und wird beim Einlaufen weitgehend abgerieben und/oder zumindest teilweise entlang der Bauteil oberfläche verschoben.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung überdeckt die Einlauf schicht die Funktionsschicht in den mindestens zwei Bereichen.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der Ein laufschicht geringer als die Dicke der Funktionsschicht.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung liegt die Dicke der Ein laufschicht nach dem Aufträgen und vor dem Einlaufvorgang im Bereich von 0,05 bis 0,2 Millimeter, bevorzugt von 0,05 bis 0,14 Millimeter und weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,075 Millimeter.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Einlaufschicht einen höheren Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials auf als die Funktionsschicht in den mindestens zwei Bereichen, wobei es sich bei dem im Zu sammenhang mit der Einlaufschicht genannten verschleissreduzierenden Materials insbesondere um Blei handeln kann. In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung liegt der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials in den beiden Beschichtungsbereichen je weils zwischen 0,1 wt% und 30 wt%, bevorzugt zwischen 0,1 wt% und 20 wt% (N.B.: wt% = Gewichtsprozent).

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials in den beiden Beschich tungsbereichen um mindestens 0,5 wt%, bevorzugt um mindestens 2 wt%, weiter bevorzugt um mindestens 5 wt%.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfassen einer, meh rere oder alle der Funktionsschicht-Bereiche und/oder Pufferschicht-Bereiche min destens eine Lage, welche aus einer Kupfer-Zink-Legierung oder einer Kupfer-Zink- Basislegierung mit ggf. weiteren Legierungsbestandteilen besteht.

Bevorzugt beträgt der Kupferanteil zwischen 50 % und 70 %, weiter bevorzugt zwi schen 55 % und 65 % und/oder der Zinkanteil zwischen 25 % bis 45 %, bevorzugt zwischen 30 % und 40 %.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bestehen alle Lagen der Funktionsschicht-Bereiche und/oder Pufferschicht-Bereiche aus einer Kupfer- Zink-Legierung oder Kupfer-Zink-Basislegierung mit ggf. weiteren Legierungsbe standteilen, insbesondere aus einer Legierung, wie sie oben beschrieben wurde.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die mindestens zwei unterschiedlichen Bestandteile der Beschichtung über die Dicke der Beschichtung.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Funktions oberfläche und/oder Beschichtung zumindest zwei verschiedende Materialhärten in zumindest zwei verschiedenen Bereichen auf. In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die auf den Grundkörper aufgebrachte Beschichtung zumindest in einem Teilbereich zwei unter schiedliche Härten über die Dicke der Beschichtung auf.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass vom Grundkörper ausgehend in Richtung Funktionsoberfläche über die Beschich tung ein monoton abnehmender Materialhärte-Verlauf vorliegt oder innerhalb der Be schichtung ein nahezu konstanter Härteverlauf vorliegt.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass vom Grundkörper ausgehend in Richtung Funktionsoberfläche über die Beschich tung ein monoton steigender Materialhärte-Verlauf besteht oder innerhalb der Be schichtung ein fallender Materialhärte-Verlauf zur Funktionsoberfläche vorliegen kann.

Bei Bestandteilen der Beschichtung, d.h. (i) die gesamte Pufferschicht, eine Lage der Pufferschicht oder ein sich entlang einer Parallelen der Bauteiloberfläche bzw. sich entlang der Bauteiloberfläche erstreckender Bereich der Pufferschicht oder (ii) die gesamte Funktionsschicht, eine Lage der Funktionsschicht oder ein sich entlang ei ner Parallelen der Bauteiloberfläche bzw. sich entlang der Bauteiloberfläche erstre ckender Bereich der Funktionsschicht, die aus einer bronzeartigen Legierung beste hen, liegt das Gewichtsverhältnis (Cu/Sn) zwischen Kupfer und Zinn bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 15 und besonders bevorzugt in einem Bereich von 7 bis 13,5.

Bei Bestandteilen der Beschichtung, d.h. (i) die gesamte Pufferschicht, mindestens eine Lage der Pufferschicht oder mindestens ein sich entlang einer Parallelen der Bauteiloberfläche bzw. sich entlang der Bauteiloberfläche erstreckender Teilbereich der Pufferschicht oder die (ii) gesamte Funktionsschicht, mindestens eine Lage der Funktionsschicht oder mindestens ein sich entlang einer Parallelen der Bauteilober- fläche bzw. sich entlang der Bauteiloberfläche erstreckender Teilbereich der Funkti onsschicht, die aus einer messingartigen Legierung bestehen, liegt der Gewichtsan teil von Zink zwischen 25 % bis 40 % und/oder der Gewichtsanteil von Kupfer zwi schen 50 % bis 70 %.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Pufferschicht, bspw. mindestens eine Lage der Pufferschicht und/oder mindestens ein sich entlang der Bauteiloberfläche und/oder sich entlang einer Parallelen der Bauteiloberfläche erstreckender Teilbereich der Pufferschicht aus einer Chrom-Nickel-Basislegierung oder einer Chrom-Nickel-Legierung (z.B. Cr[20-23] Ni58... ) oder aus einer Kupfer-Zinn-Basislegierung oder Kupfer-Zinn-Le- gierung (z.B. Cu80Sn12Ni2... ) besteht.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der lokal vorliegende und/oder der partiell vorliegende Gewichtsanteil des ver- schleissreduzierenden Materials in der Beschichtung abhängig von der lokalen Re lativgeschwindigkeit und/oder dem partiellen Bereich der Relativgeschwindigkeit des Bauteils in seinem Anlagebereich zu einem anderen Bauteil ist.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der lokal vorliegende und/oder der partiell vorliegende Gewichtsanteil des ver- schleissreduzierenden Materials in der Beschichtung abhängig von (i) der lokalen Art der Belastung (insbesondere der Reibung (eigentlich der Normalkraft, welche eine Reibung verursacht), Flächenpressung (eigentlich der Normalkraft, welche eine Flä chenpressung verursacht), Kavitationsbelastung und sonstige angreifende Kräfte, die bspw. zu einer Durchbiegung eines Bauteils führen, und/oder (ii) dem Bereich einer solchen partiellen Belastung ist.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Pufferschicht kein Blei enthält. ln einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gefertigt ist:

- aus härtbarem oder nichthärtbarem Stahl

- aus Gussmaterial

- aus einer Aluminium-Legierung

- aus Weichmetall bzw. aus einer Weichmetall-Legierung, z.B. Bronze, Messing, ...

- aus Kunststoff, insbes. aus Polymerkunststoff

Der Grundkörper kann als Schmiedeteil oder Sinterteil ausgeführt sein.

Unabhängig vom Ausgangswerkstoff und der Ausgangsform des Rohteils können Ausnehmungen für den Auftrag der Beschichtung und eventuell spezifische Oberflä chenstrukturen bereits enthalten bzw. vorbereitet sein bevor eine erste Lage einer Beschichtung aufgetragen wird resp. bevor eine unmittelbar dem Aufträgen voraus gehende Konditionierung des Rohteils erfolgt.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Bauteil einer Axialkolbenmaschine, insbesondere um einen Triebwerkzylinder, eine Steuerplatte, einen Triebwerkkolben, eine Zylinderbuchse, einen Gleitschuh, ein Schwenkwiegenlager, ein Triebwellenlager, eine Stellkolbenführung, etc.

Die vorliegende Erfindung umfasst insbesondere einen Triebwerkzylinder oder eine Steuerplatte, deren Funktionsfläche zumindest in einem Teilbereich beschichtet ist, wobei sich in diesem Teilbereich mindestens zwei die Beschichtung durchdringende Durchbrüche befinden, wobei die Funktionsoberfläche durch mindestens zwei Funk tionsschicht-Bereiche gebildet wird, welche jeweils in einem unterschiedlichen Ge wichtsanteil das verschleissreduzierende Material enthalten.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Triebwerkzy linder oder die Steuerplatte mindestens eine bevorzugt zusammenhängende Be schichtung und besonders bevorzugt mindestens eine Funktionsschicht auf, wobei die Funktionsschicht alle solchen Durchbrüche umschließt, die bei entsprechender Drehlage des Triebwerkzylinders Bestandteil einer Ölverbindung zwischen dem Triebwerk und der Tankrückführung und/oder zwischen dem Triebwerk und dem Hochdruckausgang sind, und sich aus einem äußeren, mittleren und inneren Steg bereich zusammensetzt, wobei der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials auf der Funktionsoberfläche mit zunehmendem Abstand zur Triebwerk sachse monoton oder streng monoton ansteigt.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Triebwerkzy linder oder die Steuerplatte mindestens eine bevorzugt zusammenhängende Funkti onsschicht auf, wobei die Funktionsschicht alle solchen Durchbrüche umschließt, die bei entsprechender Drehlage des Triebwerkzylinders Bestandteil einer Ölverbindung zwischen dem Triebwerk und dem Tank und/oder zwischen dem Triebwerk und dem Hochdruckausgang sind, und sich aus einem äußeren, mittleren und inneren Steg bereich zusammensetzt, wobei es sich bei dem verschleissreduzierenden Material um Blei handelt und der Bleigehalt in der Funktionsschicht ausgehend von einem den Teilkreisumfang umschließenden Bereich mit abnehmendem Abstand zum Mit telpunkt monoton oder streng monoton ansteigt und/oder ausgehend von einem den Teilkreisumfang umschließenden Bereich mit zunehmendem Abstand vom Mittel punkt monoton oder streng monoton ansteigt.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Funktions oberfläche des Triebwerkzylinders oder der Steuerplatte in mindestens einem Teil bereich von einer Pufferschicht gebildet.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in der Beschichtung mindestens ein Durchbruch vorhanden, der zumindest in der nach außen in Richtung der Funktionsoberfläche freigelegt ist und der Durchbruch innerhalb der Beschich tung gänzlich von der Pufferschicht umzogen wird.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Bauteil einer Innenzahnradeinheit, insbesondere einen Innenläufer oder Aussenläu- fer, ein Bauteil einer Radial- oder Reihenkolbenmaschine, insbesondere einen Ver drängerkolben, eine Laufbuchse, eine Nockenwelle oder ein Triebwellenlager etc. oder ein Bauteil einer Kugelgelenkverbindung einer hydraulischen Maschine.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin eine hydraulische Verdrängereinheit und/oder eine sonstige hydraulische Komponente, wie bspw. ein Hydraulikventil, und/oder eine Vorrichtung mit mindestens einem solchen Bauteil, wie es oben be schrieben wurde.

In einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung ist in dem Bauteil der Gewichts anteil des verschleissreduzierenden Materials in einem jeweiligen Funktionsschicht- Bereich konstant und unterscheidet sich lediglich zwischen verschiedenen Funkti onsschicht-Bereichen. In einer ersten Variante liegt ein erster Funktionsschicht-Be reich vor, an welchem der Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials an der Funktionsoberfläche anders ist als an der Funktionsoberfläche des zweiten Funk tionsschicht-Bereiches.

In einer zweiten Variante der vorliegenden Erfindung variiert entlang der Funktions oberfläche und/oder entlang einer Parallelen zur Funktionsoberfäche der Gewichts anteil des verschleissreduzierenden Materials in der Funktionsschicht des Bauteils kontinuierlich. Bevorzugt verläuft eine solche Variation des Gewichtsanteils des ver schleissreduzierenden Materials stetig und zwar prinzipiell in der Bedeutung, wie die ser Begriff in der Mathematik verwendet wird. Dem Fachmann ist klar, dass es sich hierbei nur um eine tendenzielle Charakteristik der Beschaffenheit der Funktions schicht handeln kann, denn beim Erkalten der Beschichtung treten aufgrund unter schiedlicher Schmelztemperaturen der sowie unterschiedlicher Adhäsionskräften zwischen den verschiedenen Legierungsbestandteile Materialinhomogenitäten auf und zwar auch dann, wenn die vor dem Aufträgen noch in Flüssigform vorliegende Legierungsschmelze vollkommen homogen ist.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, wie es oben beschrieben wurde, wobei in mindestens zwei Bereichen des Bauteils jeweils ein Funktionsschicht-Bereich aufgebracht wird, deren Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials unterschiedlich hoch ist.

In einer ersten Variante kann zur Herstellung des ersten und des zweiten Funktions schicht-Bereiches jeweils ein anderes, bereits komplett vorgemischtes Auftragsma terial aufgebracht werden.

In einer zweiten Variante kann das verschleissreduzierende Material dem Auftrags material je nach Funktionsschicht-Bereich in unterschiedlicher Dosis zugeführt wer den.

In einer ersten Ausführungsform liegt das verschleissreduzierende Material in Band form und insbesondere in Drahtform vor. Sein Gewichtsanteil kann sodann über die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Funktionsschicht-Ortspunktes in den momentanen Arbeitspunkt resp. dem momentanen Aufschmelzpunkt eingebracht werden.

In einer zweiten Ausführungsform liegt das verschleissreduzierende Material in Form von Partikeln vor, welche auf die Funktionsschicht in unterschiedlicher Menge auf gebracht werden, und insbesondere auf diese aufgeschossen werden. Die Partikel weisen dabei jeweils eine dosierte kinetische Energie auf, die beim Aufprall auf der entstehenden Funktionsschicht resp. auf dem Grundkörper bzw. auf der Puffer schicht ein Anschmelzen der Partikel hervorruft, wodurch näherungsweise kontinu ierliche Änderungen des Gewichtsanteils des verschleissreduzierenden Materials entlang der entstehenden Funktionsoberfläche bzw. entlang einer jeweils entstehen den Lage der Funktionsschicht erzielbar sind.

Die zweite Variante und insbesondere deren zweite Ausführungsform ermöglichen eine gewisse Annäherung für das Erzielen einer Funktionsschicht bei der sich der Gewichtsanteil des darin enthaltenen verschleissreduzierenden Materials kontinuier lich ändert. Aufbauend auf einer solchen Idealisierung wäre bspw. tatsächlich eine Beschichtung der Funktionsfläche eines Triebwerkzylinders möglich, deren Funkti onsoberfläche mit zunehmendem Abstand zur Rotationsachse einen streng monoton ansteigenden Gewichtsanteil eines verschleissreduzierenden Materials aufweist.

Aufgrund der unterschiedlichen Schmelztemperaturen der und unterschiedlichen Ad häsionskräften zwischen den verschiedenen Legierungsbestandteilen kann in einer mikroskopischen Betrachtung auch kein Funktionsschicht-Bereich geschaffen wer den, in dem ein verschleissreduzierendes Material in einem konstanten Gewichtsan teil vorliegt.

In einer für den Anwendungsfall praktikablen makroskopischen Betrachtung können entsprechende Beschichtungen erzielt werden, bei denen ein sich stetig kontinuier lich ändernder Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials vorliegt und gleichermassen Beschichtungs-Bereiche geschaffen werden, die jeweils einen kon stanten Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials aufweisen.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und Zeich nungen näher beschrieben.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bauteils gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu Bauteilen ge mäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des von einem Abstand von einer Dreh achse abhängigen Bleigehalts in einem ersten Ausführungsbeispiel des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des von einem Abstand von einer Dreh achse abhängigen Bleigehalts in einem zweiten Ausführungsbeispiel des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung, Fig. 4 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Triebwerkzylin ders oder einer Steuerplatte gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 der Verlauf des Bleigehalts in Abhängigkeit des Radius bei zwei Varianten des in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiels,

Fig. 6 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines Triebwerkzylin ders oder einer Steuerplatte gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 den Verlauf des Bleigehalts in einer Schnittansicht bei einer Variante mit einer Einlaufschicht,

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung in einer Schnittansicht,

Fig. 9 eine Schnittansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Triebwerk zylinders oder einer Steuerplatte gemäß dem zweiten Aspekt der vorlie genden Erfindung,

Fig. 10 Ausführungsbeispiele der beiden Funktionsflächen einer Steuerplatte, bei welchen die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen kann,

Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel eines Triebwerkzylinders oder einer Steuerplatte, bei welchen die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen kann,

Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Triebwerkzylinders oder einer Steuerplatte, bei welchen die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen kann, Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel eines Triebwerkzylinders, bei welcher die vorlie gende Erfindung zum Einsatz kommen kann, in einer Draufsicht und einer Schnittansicht,

Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel einer Axialkolbenmaschine, bei welcher die vor liegende Erfindung zum Einsatz kommen kann, in einer Schnittansicht,

Fig. 15 Diagramme des Materialhärteverlaufs in Dickenrichtung, d.h. in Richtung steigender Eindringtiefe des Bauteils in Ausführungsbeispielen der vorlie genden Erfindung,

Fig. 16 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schwenkwiegen lagerung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung,

Fig. 17 eine perspektivische Darstellung einer Schwenkwiege mit Lagerschalen, bei welcher die Ausgestaltung gemäß Fig. 16 zum Einsatz kommen kann,

Fig. 18 eine schematische Ansicht auf die Flanke einer Lagerschale, die bspw. für eine Schwenkwiege gemäss Fig. 16 zum Einsatz kommen könnte gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung,

Fig. 19 (links) eine Ansicht auf eine gelagerte Schwenkwiege aus einer anderen Perspektive als in der Fig. 17

Fig. 19b (rechts) eine schematische Ansicht auf die Flanke einer Lagerschale, die bspw. für eine Schwenkwiege gemäss Fig. 16 zum Einsatz kommen könnte,

Fig. 20a eine schematische Schnittansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Axialführung eines Stellkolbens gemäß dem ersten Aspekt der vor liegenden Erfindung, Fig. 20b eine schematische Schnittansicht des geführten Stellkolbens gemäß Fig.

20a mit einer zwecks Veranschauung übertriebenen dargestellten Auswir kung der von der Schwenkwiege auf Stellkolben ausgeübten Reaktions kraft,

Fig. 21 eine Schnittansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kugelge lenkverbindung zwischen einem Triebwerkkolben und einem Gleitschuh gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung,

Fig. 22 (links) eine Schnittansicht durch einen Gleitschuh gemäss der Fig. 21 ge mäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung,

Fig. 22b (rechts) Draufsicht auf die Lauffläche eine Gleitschuhs gemäss der Fig.

22 (links),

Fig. 23a Schnittansichten eines in einer Laufbuchse geführten Triebwerkkolben- Gleitschuh-Einheiten - gemäss dem ersten Aspekt der vorliegenden Er findung - in drei unterschiedlichen Axialpositionen,

Fig. 23b schematischer Querschnitt durch eine Laufbuchse - gemäss dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung -, die in einer Anordnung der Fig. 23a zur Führung des Triebwerkkolbens verwendet werden kann,

Fig. 24 eine Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel einer Reihenkolben pumpe, bei welcher die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen kann,

Fig. 25 das in Fig. 24 gezeigte Ausführungsbeispiel in einem Axialschnitt,

Fig. 26 schematische Schnittansichten eines über eine Nockenwelle geführten Verdrängerkolbens, Fig. 27 und eine schematische Schnittansicht eines geführten Verdrägerkolbens gemäß Fig. 26 mit einer zwecks Veranschauung übertriebenen dargestell ten Auswirkung der von dem Nocken auf Stellkolben ausgeübten Quer kraft.

Fig. 1 zeigt links den Schichtaufbau zweier Bauteile BT gemäß dem Stand der Tech nik. Oben ist ein Bauteil BT mit einem Grundkörper GK und einer Beschichtung B in Form einer auf dem Grundkörper GK mittels einer Pufferschicht PS aufgebrachten Funktionsschicht FS dargestellt, unten ein Bauteil BT mit einem Grundkörper GK und einer Beschichtung B in Form einer unmittelbar auf dem Grundkörper GK aufge brachten Funktionsschicht FS. In beiden Fällen wird die Funktionsoberfläche FO durch die Funktionsschicht FS, welche über ihre komplette Erstreckung jeweils die gleiche Zusammensetzung aufweist, gebildet.

Rechts sind Ausführungsbeispiele von fünf verschiedenen Schichtaufbauten von Bauteilen gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.

Das Ausführungsbeispiel 1 links oben zeigt ein Bauteil BT gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, bei welchem in zwei Bereichen auf dem Grundkörper GK unterschiedliche Funktionsschichten aufgebracht sind. Derart unterschiedliche Funktionsschichten, werden im Folgetext als Funktionsschicht-Bereiche (F1 bis Fi) bezeichnet.

Ein Funktionsschicht-Bereich F1 weist bevorzugt mindestens ein verschleissreduzie- rendes Material M auf und erstreckt sich entlang der Oberfläche eines Grundkörpers GK bzw. entlang einer Parallelen zur Oberfläche des Grundkörpers GK oder entlang der Funktionsoberfläche FO oder entlang einer Parallelen der Funktionsoberfläche FO. Bevorzugt enthält ein Funktionsschicht-Bereich F1 mindestens ein verschleiss- reduzierendes Material M. Das verschleissreduzierende Material M ist innerhalb ei nes Funktionsschicht-Bereiches F1- soweit es fertigungstechnisch praktikabel ist - gleichverteilt. Enthält ein Funktionsschicht-Bereich F1 mehrere verschleissreduzie rende Materialien M, M‘, M“... so ist innerhalb eines Funktionsschicht-Bereiches (F1 ) - soweit es fertigungstechnisch praktikabel ist - jedes darin enthaltene verschleiss- reduzierende Material M, M‘, M“... gleichverteilt.

Die in der Fig. 1 gezeigten Funktionsschicht-Bereiche F1 und F2 enthalten jeweils das gleiche verschleissreduzierende Material M, welches in den beiden Funktions schichtbereichen FS1 und FS2 jedoch in unterschiedlichen Gewichtsanteilen enthal ten ist.

Das verschleissreduzierende Material M ist ein Material, welches für die Funktions tüchtigkeit und/oder die Betriebsfestigkeit des Bauteils bzw. der Vorrichtung in der ein solches Bauteil BT zur Anwendung kommt zwar benötigt wird, aber lediglich in einer möglichst geringen Menge verwendet werden darf.

Die Funktionsoberfläche FO des Bauteils BT wird in diesem Ausführungsbeispiel da her durch die zwei Funktionsschicht-Bereiche FS1 und FS2 gebildet, die sich entlang der Funktionsoberfläche FO erstrecken und unterschiedliche Gewichtsanteile des verschleissreduzierenden Materials M aufweisen.

Indem für die Funktionsschicht FS des einen Bereiches, bei dem eine geringere Menge des verschleissreduzierenden Materials M ausreichend ist, dieser Bedarf ab gedeckt, aber dennoch weniger aufgewendet wird als für einen anderen Bereich, in welchem zur Erfüllung einer ausreichenden Betriebsfestigkeit und/oder anderer Gründe eine höhere Menge des verschleissreduzierenden Materials M erforderlich ist. Auf diese Weise kann ohne Funktionsnachteile die aufzuwendende Gesamt menge des verschleissreduzierenden Materials M gegenüber einer dem Stand der Technik entsprechenden Beschichtung B reduziert werden. Dieses erfindungsge- mässe Prinzip kann kaskadiert werden, indem anstelle einer Unterteilung in nur zwei Funktionsschicht-Bereichen F1 und F2 eine Unterteilung in einer höheren Anzahl weiterer Funktionsschicht-Bereiche F1 , F2 bis Fi vorgenommen wird. Sofern aus ei nem triftigen Grund bspw. legislativer Beschränkungen die aus rein technischer Sicht gewünschte Gesamtmenge des verschleissreduzierenden Materials M nicht aufge wendet werden darf, erlaubt das erfindungsgemässe Prinzip eine deutlich bessere Ausnutzung der limitierten Gesamtmenge des verschleissreduzierenden Materials M. Verallgemeinert formuliert, ermöglicht der erste Aspekt der Erfindung die Schaf fung eines Korridors, in dem eine Optimierung zwischen (i) einer Erhöhung der Be triebsfestigkeit und (ii) einer Reduktion der Aufwandsmenge des verschleissreduzie renden Materials M, dessen Aufwandsmenge möglichst gering gehalten werden sollte/muss, vorgenommen werden kann.

Die beiden Funktionsschicht-Bereiche F1 und F2 sind im Ausführungsbeispiel jeweils unmittelbar auf dem Grundkörper GK aufgebracht, könnten jedoch auch über eine Pufferschicht PS auf dem Grundkörper GK aufgebracht sein.

Das Ausführungsbeispiel 2 rechts oben zeigt ein Bauteil BT gemäß dem zweiten As pekt der vorliegenden Erfindung, bei welchem auf dem Grundkörper GK in einem ersten Bereich eine Funktionsschicht FS1 mittels einer Pufferschicht PS aufgebracht ist, wobei die Pufferschicht PS in einem zweiten Bereich die Funktionsoberfläche FO bildet. Die Funktionsoberfläche FO wird daher in dem ersten Bereich durch den Funk tionsschicht-Bereich F1 und in dem zweiten Bereich durch die Puffersicht PS gebil det. Dabei kann die Zusammensetzung der Pufferschicht PS und/oder das Verfah ren, mit dem die Pufferschicht aufgetragen wird, in dem ersten und in dem zweiten Bereich identisch sein, obgleich die Pufferschicht PS im ersten Bereich diejenige Oberfläche bildet, auf die der Funktionsschicht-Bereich FS1 aufgetragen wird, wo hingegen die Pufferschicht PS in dem zweiten Bereich die Funktionsoberfläche FO bildet.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kontaktfläche zwischen dem Funktions schicht-Bereich FS1 und der Pufferschicht PS dadurch vergrössert, dass diese nicht nur entlang einer Parallelen zur Oberfläche des Grundkörpers aneinandergrenzen, sondern zusätzlich über mindestens eine weitere Fläche. Flierdurch liegt eine beson ders starke Verankerung der Funktionsschicht FS vor, weil die Pufferschicht PS der art beschaffen ist, dass diese ein besonders starkes Anhaften der Funktionsschicht FS verursacht. Das Ausführungsbeispiel 3 in der Mitte oben zeigt ein Bauteil BT, bei welchem so wohl der erste als auch der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung verwirklicht ist.

Insbesondere sind dabei mittels einer Pufferschicht PS in einem ersten Teilbereich auf dem Grundkörper GK ein Funktionsschicht-Bereich F1 und in einem zweiten Teil bereich ein Funktionsschicht-Bereich F2 aufgebracht, wobei in Beiden das ver- schleissreduzierende Material M enthalten ist, jedoch in einem unterschiedlichen Ge wichtsanteil. In einem dritten Teilbereich wird die Funktionsoberfläche FO durch die Pufferschicht PS gebildet. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kontaktfläche zwi schen den jeweiligen Funktionsschicht-Bereichen F1 , F2 und der Pufferschicht PS dadurch vergrössert, dass diese nicht nur entlang einer Parallelen zur Oberfläche des Grundkörpers aneinandergrenzen, sondern zusätzlich über mindestens eine weitere Fläche.

Das Ausführungsbeispiel T links unten zeigt wiederum ein Bauteil BT gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, bei welchem auf dem Grundkörper GK zwei Funktionsschicht-Bereiche F1 und F2 aufgebracht sind, welche jeweils ein ver- schleissreduzierendes Material M in einem unterschiedlichen Gewichtsanteil enthal ten. Zwischen den beiden Funktionsschicht-Bereichen F1 und F2 existiert eine dritter Funktionsschicht-Bereich F3, welcher jedoch das verschleissreduzierende Material M nicht enthält.

Das Ausführungsbeispiel 2‘ rechts unten zeigt wiederum ein Bauteil BT gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, bei welchem auf dem Grundkörper GK in einem ersten Teilbereich ein Funktionsschicht-Bereich FS1 mittels einer Puffer schicht PS aufgebracht ist, wobei die Pufferschicht PS in einem zweiten und einem dritten Bereich die Funktionsoberfläche FO bildet. Dabei umgeben die im zweiten und dritten Teilbereich aufgebrachte Pufferschicht PS den im ersten Teilbereich auf gebrachten Funktionsschicht-Bereich FS1. Durch eine solche Ausführung wird die Kontaktfläche zwischen dem Funktionsschicht-Bereich FS1 und der Pufferschicht PS auf mindestens drei Flächen ausgeweitet. Weiterhin sind Ausführungsbeispiele mit mehr als zwei Funktionsschicht-Bereichen denkbar, die das verschleissreduzierende Material M enthalten, aber jweils in unter schiedlichen Gewichtsanteilen.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung enthalten die verschie denen Funktionsschicht-Bereiche (F1 bis Fi) immer eine bestimmte Menge des ver- schleissreduzierenden Materials M, jedoch in unterschiedlichen Gewichtsanteilen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Pufferschicht PS bevorzugt frei von dem verschleissreduzierenden Material M. Wie das Ausführungsbeispiel V zeigt, kann ein Funktionsschicht-Bereich (in der Fig. V als F3 bezeichnet) jedoch in gewis sen Ausgestaltungen ebenfalls frei von dem verschleissreduzierenden Material M sein.

Bei der Funktionsoberfläche FO eines Bauteils BT kann es sich im Rahmen der vor liegenden Erfindung insbesondere um eine Anlagefläche zu einer Anlagefläche eines benachbarten Bauteils BT oder um einen Kontaktbereich zu einem Fluid handeln.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine Funktionsschicht FS sowie eine Pufferschicht PS jeweils einlagig oder mehrlagig ausgeführt sein.

Als Material für den Grundkörper GK kommt insbesondere Stahl (legiert, unlegiert), Gusseisen oder eine Al-Legierung, zum Einsatz. Weitere denkbare Materialien für den Grundkörper GK sind Weichmetalle bzw. Weichmetall-Legierungen wie z.B. Messing, Bronze, etc. oder Kunststoff, insbes. ein Polymerkunststoff.

Die Pufferschicht PS kann beispielsweise aus einer Chrom-Nickel-Basislegierung o- der einer Chrom-Nickel-Legierung (z.B. Cr[20-23] Ni58... ) oder aus einer Kupfer- Zinn-Basislegierung oder Kupfer-Zinn-Legierung (z.B. Cu80Sn12Ni2... ) bestehen. Die Funktionsschicht FS bzw. die Funktionsschicht-Bereiche (F1 bis Fi) können ebenfalls aus einer Chrom-Nickel-Basislegierung oder einer Chrom-Nickel-Legie- rung (z.B. Cr[20-23] Ni58... ) oder aus einer Kupfer-Zinn-Basislegierung oder Kupfer- Zinn-Legierung (z.B. Cu80Sn12Ni2... ) bestehen und zusätzlich Blei enthalten.

Alternativ kann die Funktionsschicht FN bzw. können Funktionsschicht-Bereiche (F1 bis Fi) aus einer Kupfer-Zink-Legierung oder einer Kupfer-Zink-Basislegierung beste hen, die bevorzugt jeweils einen Kupferanteil zwischen 50 % und 70 % und beson ders bevorzugt zwischen 55 % und 65 % aufweisen und alternativ oder ergänzend bevorzugt jeweils einen Zinkanteil zwischen 25 % bis 45 % und besonders bevorzugt zwischen 30 % und 40 % aufweisen. Als verschleissreduzierendes Material können die Legierungen bzw. Basislegierungen jeweils zusätzlich Blei enthalten.

Insbesondere können diese Materialzusammensetzungen für eine Funktionsschicht FN gewählt werden, die zu einer Verbesserung der Gleiteigenschaften und damit einer Reduzierung des durch Reibungskräfte verursachten Verschleisses dienen.

Der Gewichtsanteil des in der Funktionsschicht FN enthaltenen verschleissreduzie- renden Materials M liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt zwischen 0,1 wt% und 20 wt%, insbesondere zwischen 0,2 wt% und 10 wt%. Insbesondere gelten die Grössenangaben, wenn das in der Funktionsschicht FN enthaltene ver- schleissreduzierende Material Blei ist, welches zur Verbesserung der Gleiteigen schaften der Anlagefläche des Bauteil BT Verwendung findet.

Das Mengenverhältnis aller übrigen Ausgangsmaterialien der Funktionsschicht FS kann für alle Funktionsschicht-Bereiche jeweils gleich bleiben oder ebenfalls variie ren.

Im Rahmen des ersten Aspekts kann die Funktionsschicht FS in zwei separate Be reiche, d.h. einen Funktionschicht-Bereich F1 und eine Funktionsschicht-Bereich F2 unterteilt werden und der Gewichtsanteil des Materials M, welches der massgebli chen Verschleissminderung dient, ist innerhalb eines jeweiligen Funktionsschicht- Bereichs F1 , F2 konstant, wohingegen sich der besagte Gewichtsanteil zwischen den Bereichen entlang der Funktionsoberfläche FO und/oder entlang einer Parallelen zur Funktionsoberfläche FO unterscheidet. Alternativ oder zusätzlich kann der be sagte Gewichtsanteil innerhalb eines Abschnittes einer Funktionsschicht FS entlang der Funktionsoberfläche FO und/oder entlang einer Parallelen zur Funktionsoberflä che FO und/oder entlang der Oberfläche des Grundkörpers GK und/oder entlang einer Parallelen der Oberfläche des Grundkörpers GK und/oder entlang der Oberflä che der Pufferschicht PS und oder entlang einer Parallelen der Oberfläche der Puf ferschicht PS auf der der Abschnitt oder ein Teil des Abschnittes der Funktions schicht FS aufgebracht ist, zumindest in Teilbereichen stetig variieren.

Dem Fachmann ist bekannt, dass sich beim Erkalten einer Legierung aus einer ho mogenen Schmelze kein wirklich homogenes Gefüge ergibt. Insofern stellt in diesem Kontext der Begriff stetig in seiner analogen Bedeutung wie in der Mathematik ledig lich eine Idealisierung dar, welche zur Erklärung zweckdienlich ist.

Ein Bereich der Oberfläche des Grundkörpers GK, welcher mit der Pufferschicht PS oder einer Funktionsschicht FS beschichtet wird, kann beispielsweise eben, sphä risch, kugelförmig, zylinderförmig oder teilzylinderförmig sein.

Die vorliegende Erfindung kann insbesondere im Bereich der Hydraulik zum Einsatz kommen, d.h. insbesondere bei Bauteilen hydraulischer Maschinen wie hydrauli schen Pumpen und/oder Motoren oder hydraulischen Stellantrieben wie Hydraulikzy lindern und/oder sonstigen hydraulischen Komponenten wie Ventilen und Reglern etc. zum Einsatz kommen.

Beispiele ohne Anspruch auf Vollständigkeit für Bauteile aus dem Bereich hydrauli scher Maschinen mit entsprechend geformten Oberflächen, deren erfindungsge- mässe Beschichtung unter entsprechenden Rahmenbedingungen sinnvoll ist, sind:

Insbesondere kann die vorliegende Erfindung bei einer Axialkolbenmaschine und da bei besonders bevorzugt für einen Triebwerkzylinder und/oder einer Steuerplatte zum Einsatz kommen. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Belastungen, welche zu einem Bauteilverschleiss führen, insbesondere bei hydraulischen Maschinen und sonstigen hydraulischen Komponenten an einer Funktionsoberfläche FO lokal in un terschiedlicher Stärke auftreten, so dass der Gewichtsanteil des verschleissreduzie- renden Materials M in der Funktionsschicht FS bzw. an der Funktionsoberfläche FO hieran angepasst werden kann.

Physikalische Größen, welche in hydraulischen Maschinen auftreten und zur Schä digung sowie zur Erhöhung von Verlusten (z.B. Leckage, Wirkungsgrad etc.) führen, und im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt berücksichtigt werden, sind beispielsweise:

Reibung

Flächenpressung

Kavitation

Angreifende Kräfte und Biegemomente sowie Durchbiegung und Querkräfte

Folgende Belastungen spielen im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine gerin gere Rolle:

Druckbelastung, da eher kritisch für Dichtungen; Fluidverbindungen, die außer halb von massiven Bauteilen vorgesehen sind Torsionsmomente Temperatur

Beispiele für die bei unterschiedlichen Bauteilen jeweils maßgeblichen, im Rahmen der vorliegenden Erfindung berücksichtigten Belastungen:

Beispielsweise steigt die Umfangsgeschwindigkeit und damit die Beanspruchung durch Reibung an den Anlageflächen zweier Bauteile BT, BT‘ zwischen denen eine relative Rotationsbewegung erfolgt, mit zunehmendem r Abstand zur Drehachse m an. Mit zunehmendem Abstand r zur Drehachse m wächst daher der Bedarf an Tro ckenschmierung. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher in der Beschichtung B mit zunehmendem Abstand zur Drehachse m der Bleigehalt Bg erhöht. Sofern die Gesamtmenge an eingesetztem Blei limitierend ist, wird hierdurch die zugestandene Bleimenge eines Bauteils BT optimal eingesetzt. Sofern eine geforderte Betriebsfes tigkeit gegen Reibungsverschleiss massgeblich ist, kann die hierfür aufzuwendende Gesamtmenge an eingesetztem Blei deutlich reduziert werden.

Der erfindungsgemäße Ansatz sieht für diesen beispielhaften Anwendungsfall die Erhöhung des Bleigehalts Bg in der Beschichtung B mit zunehmendem Abstand r zur Drehachse m vor. Dem Fachmann ist bekannt, dass in einer Bauteilbeschichtung die für den Zweck besserer Gleiteigenschaften notwendig ist, gemäss dem heutigen Stand der Technik und den Anforderungen in der Hydraulik-Technologie in Sachen Leistungsdichte und Betriebsfestigkeit auf das verschleissreduzierende Material Blei nicht verzichtet werden kann.

Fig. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsbeispiele für diesen Anwendungsfall, bei wel chen eine Funktionsschicht FS unmittelbar (Fig. 2) oder mittels einer Pufferschicht PS (Fig. 3) auf einem Grundkörper GK aufgebracht ist, und bei welcher sich der Blei gehalt Bg in der Funktionsschicht FS in Abhängigkeit des Radius r - dem Abstand von der Drehachse m kontinuierlich erhöht. Mit RB ist der Aussenradius des Bauteils BT bezeichnet.

Fig. 2 und 3 zeigen dabei einen Verlauf des Bleigehalts Bg, welcher wie die Relativ geschwindigkeit v linear mit dem Radius r steigt. Bei dieser Änderung des Bleigehalts Bg, der in dieser idealisierten Darstellung einem kontinuierlichen Anstieg in Abhän gigkeit des Radius r unterliegt, weisen sämtliche sich in ihrem Radius r unterschei dende Bereiche der Funktionsschicht FS jeweils einen unterschiedlichen Bleigehalt Bg auf.

In den meisten praktischen Anwendungen wird dagegen aus produktionstechnischen Gründen ein Verlauf gewählt, bei welchem mehrere radiale Bereiche vorhanden sind, welche untereinander jeweils einen unterschiedlichen Bleigehalt Bg aufweisen, wodurch in Anlehnung an die bereits eingeführte Wortwahl eine entsprechende An zahl von Funktionsschicht-Bereichen entsteht, in denen jeweils unter einer idealisier ten Betrachtung das Blei homogen verteilt ist, derweil sich der Bleigehalt in unter schiedlichen Funktionsschicht-Bereichen vorzugsweise unterscheidet.

Fig. 4 bis 6 zeigen als konkretes Anwendungsbeispiel rotatorisch aneinander gela gerter Bauteile BT, BT‘ einer Axialkolbenmaschine die erfindungsgemäße Ausgestal tung der Funktionsschicht FS bei der Paarung aus einem Triebwerkzylinder 18 und einer Steuerplatte 19. Das Erzeugen bzw. das Vorhandensein einer Beschichtung B bzw. einer Funktionsschicht FS auf der gesamten oder in einem Teilbereich der Funktionsfläche kann dabei auf dem Triebwerkzylinder 18, auf der Steuerplatte 19 oder an beiden Bauteilen BT, BT‘ vorgesehen sein. Der Triebwerkzylinder 18 oder die Steuerplatte 19, bei welcher die Beschichtung B bzw. die Funktionsoberfläche FO eine durch einen inneren Stegbereich 10, einen mittleren Stegbereich 13 mit den Steuernieren 12 und einen äußeren Stegbereich 11 gebildete Funktionsfläche bedeckt, welche eine als Anlagefläche dienende Funkti onsoberfläche FO bereitstellt.

In einer ersten auf die Fig. 4 zu beziehende in Fig. 5 als V1 bezeichneten Ausgestal tung weist der Bleigehalt Bg in der Funktionsschicht FS einen radialen Verlauf vom inneren Stegbereich 10 zum äußern Stegbereich 11 mit steigendem Bleigehalt Bg (z.B. 1 %, 5 %, 10 %) auf, wobei innerhalb eines jeweiligen Stegbereiches der jewei lige Bleigehalt Bg in etwa gleich bleibt. Das heisst, entlang der Funktionsfläche - die ein Teilbereich der Bauteiloberfläche ist - existieren drei Beschichtungs-Bereiche F1 , F2 und F3.

Dabei können die übrigen Ausgangsmaterialien der Funktionsschicht-Bereiche F1 , F2 und F3 für die einzelnen Stegbereiche die gleichen sein oder sich ebenfalls un terscheiden oder sich in einigen Funktionsschicht-Bereichen gleichen und sich in an deren Funktionsschicht-Bereichen unterscheiden. Ferner können die Gewichtsver hältnisse der übrigen Ausgangsmaterialien in unterschiedlichen Funktionsschicht- Bereichen gleich oder unterschiedlich sein.

Beispielsweise könnte folgende Ausgestaltung der Funktionsschicht-Bereiche FS1 , FS2 und FS3 gewählt werden:

Äusserer Stegbereich 11 : Funktionsschicht-Bereich F3 aus Blei-Bronze-Legierung mit einem Bleigehalt Bg von 10 %.

Mittlerer Stegbereich 13: Funktionsschicht-Bereich F2 aus Messing-Legierung mit ei nem Bleigehalt Bg von ca. 0,5 %.

Innerer Stegbereich 10: Funktionsschicht-Bereich aus Blei-Bronze-Legierung (na hezu) bleifrei. In der Variante V1 ‘ liegt bei zunehmender Radialrichtung eine idealisierte kontinuier liche Zunahme bspw. ein linearer Anstieg des Bleigehalts Bg vor, der sich über die gesamte Funktionsfläche erstreckt.

In einer zweiten Ausgestaltung, welche ebenfalls in Fig. 4 gezeigt und in Fig. 5 als V2 bezeichnet wird, wird in der Ausgestaltung der Bauteilbeschichtung neben der Umfangsgeschwindigkeit resp. der Relativgeschwindigkeit v als weitere Belastung die Flächenpressung berücksichtigt.

Dabei liegt zwar ein in Radialrichtung vom inneren Stegbereich 10 zum äußeren Stegbereich 11 steigender Bleigehalt Bg (z.B. von 5 % auf 10 %) sowie ein vom mittleren Stegbereich 13 zum äußeren Stegbereich 11 steigender Bleigehalt Bg (z.B. von 1 % auf 10 %) vor, welcher die steigende Relativgeschwindigkeit v berücksich tigt. Dagegen fällt der Bleigehalt Bg vom inneren Stegbereich 10 zum mittleren Steg bereich 13 (z.B. von 5 % auf 1 %) ab. Der geringe Bleiangehalt Bg im mittleren Steg bereich 13, in dem die Nieren 12 enthalten sind, dient einer Erhöhung der Betriebs festigkeit gegenüber der Flächenpressung, welche in den Umfangsbereichen über die sich jeweils eine Niere erstreckt, deutlich höher ist. Bekanntermassen nimmt die Widerstandsfähigkeit einer Beschichtung B gegen Flächenpressungen mit zuneh mender Materialhärte zu. Damit die für ihre Anwendung ausgelegte und durch die Fierstellung entsprechend geschaffene Funktionsoberfläche FO durch die jeweils vorliegende Flächenpressung nicht zerstört oder geschädigt wird, muss der Funkti onsschicht-Bereich F2 eine gewisse Mindestmaterialhärte aufweisen. In Bezug da rauf ist eine härtere Funktionsschicht FS für den mittleren Stegbereich 13 notwendig oder zumindest vorteilhaft.

Bei der Variante V2 bleibt der Bleigehalt Bg innerhalb eines Stegbereiches jeweils gleich bzw. abgesehen durch herstellungssbedingte Streuungen in etwa gleich. Ab gesehen von dem Radialbereich über den sich in den entsprechenden Umfangsab schnitten die Nieren 12 erstrecken, steigt und fällt in der Variante V2‘ der Bleigehalt Bg stetig in Abhängigkeit des Radius r über dem gesamten Restbereich der Funkti onsfläche. Das heisst, auch in der Variante V2‘ liegt eine idealisierte kontinuierliche Änderung des Bleigehalts Bg vor.

Die Funktionsschicht FS im Ausführungsbeispiel V2‘ berücksichtigt damit ebenfalls die Tatsache, dass in dem Nierenbereich die Funktionsfläche mit einer höheren Flä chenpressung belastet wird. Aus diesem Grund ist der Bleigehalt Bg in dem inneren Stegbereich 10 bei zunehmendem Abstand zur Rotationsachse m streng monoton steigend; ebenso im äußeren Stegbereich 11. Im Nierenbereich 12 liegt in etwa kon stanter Bleigehalt Bg vor, der geringer als der in den anderen Bereichen ist. Außer halb des Nierenbereichs 12 liegt in den verbleibenden Restanteilen des mittleren Stegbereichs 13 eine Annäherung des jeweiligen Bleigehalts Bg zu den Rändern des jeweils benachbarten Stegbereiches vor. Insgesamt ergibt sich in dieser idealisierten Betrachtung ein im mathematischen Sinn stetiger Verlauf des Bleigehalts Bg.

In Umfangsrichtung bleibt der Bleigehalt Bg in allen Ausführungen, welche bisher beschrieben wurden, gleich oder in etwa gleich.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Bleigehalt Bg in Bezug auf die Dicken richtung von der obersten Lage der Funktionsschicht FS, welche mit der Funktions- oberfäche FO abschliesst, bis in die unterste Lage, welche mit der Oberfläche der Pufferschicht PS bzw. mit der Oberfläche des Grundkörpers GK abschliesst, (annä hernd) konstant sein. Alternativ kann in unterschiedlichen Lagen der Funktions schicht FS jeweils ein unterschiedlicher Bleigehalt Bg vorliegen. Darüber hinaus kön nen in einer mehrlagigen Funktionsschicht FS unterschiedliche Lagen mit einem je weils gleichen Bleigehalt Bg und gleichzeitig unterschiedliche Lagen mit einem je weils unterschiedlichen Bleigehalt Bg vorhanden sein. Insbesondere schliesst die Er findung die folgenden Ausgestaltungen I und II (s.u.) ein.

Zur Erklärung wird in das Bauteil BT (Fig. 5) ein Zylinderkoordinatensystem einge führt. Der Koordinatenursprung befindet sich auf der Rotationsachse m und die Z- Koordinate weist entlang der Zeichenebene, auf der sich die Funktionsoberfläche FO befindet, den Wert 0 auf. Damit wird eine jede Lage der Funktionsschicht FS durch die Z-Koordinate definiert.

In der Kombination I gilt unter Beibehaltung der Koordinatenwerte r = r_y und alpha = alpha_y, dass in zwei unterschiedlichen Lagen der Funktionsschicht FS - soweit dies unter praktikablen Herstellungsbedingungen möglich ist - in einer jeweiligen Lage der gleiche Bleigehalt Bg vorliegt. Bevorzugt gilt dies ausnahmslos für alle La gen bei mindestens einem jeweils festgelegten Koordinatenpaar r_y0, alpha_y0 oder ausnahmslos für alle Koordinatenpaare r_y, alpha_y. In Bezug auf das eingeführte Koordinatensystem ist der Bleigehalt unabhängig vom Wert der Z-Koordinate.

In der Kombination II existiert mindestens ein Koordinatenpaar r_y, alpha_y, welche bestimmte Orte der Funktionsschicht FS definieren, bei denen in unterschiedlichen Lagen der Funktionsschicht FS bewusst herbei geführte - d.h. durch die Herstellung beabsichtigte - Unterschiede im Bleigehalt Bg vorliegen; exakter formuliert: mindes tens zwei Lagen mit einem jeweils unterschiedlichen Bleigehalt Bg vorliegen. Bei spielsweise könnte die Funktionsschicht FS drei Lagen umfassen und hierbei könnte auf der direkt auf der Pufferschicht aufgebrachten ersten Lage ein Bleigehalt von 1 % vorliegen und auf den beiden darüber aufgetragenen Lagen ein Bleigehalt von 10 % vorhanden sein. In Bezug auf das eingeführte Koordinatensystem ist der Bleigeh alt dann abhängig vom Wert der Z-Koordinate.

Eine Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt dabei in der Kombination II immer schon dann vor, wenn sich in mindestens zwei entlang der Funktionsoberfläche FO oder entlang einer Parallelen der Funktionsoberfläche FO befindenden Ortspunkten der Funktionsschicht FS, d.h. für unterschiedliche r_y, alpha_y der Bleigehalt Bg in irgendeiner Lage der Funktionsschicht FS voneinander unterscheidet. Bevorzugt unterscheidet sich auch der mittlere Bleigehalt Bg über alle Lagen der Funktionsschicht FS.

Die obigen Ausführungen im Hinblick auf den Bleigehalt Bg der Funktionsschicht FS gelten in gleicher Weise auch für andere verschleissreduzierende Materialien M. So kann in einer dritten Variante V3 bzw. V3‘ eine gesteigerte Festigkeit gegen die Flächenpressungen im mittleren Stegbereich 13 erzielt werden, indem der dort auf gebrachten Funktionsschicht FS zumindest ein verschleissreduzierendes Material M‘ beigefügt ist, welches zu einer Erhöhung der Materialhärte bzw. der Materialfestigkeit beiträgt. Hierfür geeignete verschleissreduzierende Materialien sind bspw. Molyb dän, Bismut oder Nickel.

In einer einfachen Ausführung ist dieses weitere verschleissreduzierende Material M z.B. Nickel im gesamten mittleren Stegbereich 13 der Funktionsfläche in einem gleichbleibenden Gewichtsanteil enthalten. In einer bevorzugten Variante, ist das weitere verschleissreduzierende Material M‘ in Dickenrichtung und/oder entlang der Funktionsoberfläche FO oder entlang einer Parallelen der Funktionsoberfläche FO in unterschiedlichen Gewichtsanteilen enthalten.

In einer bevorzugten Variante eines bedarfsgerechten Einsatzes des verschleissre- duzierenden Materials M‘ in der Beschichtung des Nieren-Nahbereichs liegt in der verbleibenden Fläche des mittleren Stegbereichs 13 ein erhöhter Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Materials M‘ vor. In einer bevorzugten Variante gelten für das verschleissreduzierende Material M‘ die hinsichtlich seines ortsabhängigen Ge wichtsanteils die gleichen Merkmale, die zuvor für das Materialbeispiel Blei erläutert worden sind.

Darüber hinaus ist der höchste Gewichtsanteil des verschleissreduzierenden Mate rials M‘ an den bezogen auf ihre Längsrichtung gelegenen jeweiligen Nierenenden, weil diese Bereiche in den Übergangssituationen - ausgehend von einer geschlos senen Fluidverbindung über eine bestimmte Niere in den sich öffnenden Strömungs pfad über diese Niere aufgrund des geringen Strömungsquerschnitts hohe Strö mungsgeschwindigkeiten vorliegen. Das Gleiche gilt bei einem sich schliessenden Strömungspfad über eine bestimmte Niere. Im Pumpenbetrieb tritt auf der Saugseite in dem an den Strömungsquerschnitt an grenzenden Bauteilbereichen ein erhöhtes Risiko von Kavitation auf. Um die davon betroffenen Bereiche bzw. die davon betroffenen Bauteile BT vor Kavitationserschei nungen besser zu schützen, ist in der dortigen Beschichtung B ein höherer Anteil eines entsprechend hierfür verschleissreduzierenden Materials M sinnvoll.

Demzufolge ist der Grundgedanke der Erfindung auch auf ein Ausgangsmaterial resp. verschleissreduzierendes Material anwendbar, das Bestandteil des Auftrags materials einer Funktionsschicht FS bzw. eines Funktionsschicht-Bereichs F1 sein kann und dabei nicht als Festschmierstoff wirkt, sondern zur Erhöhung der Betriebs festigkeit gegen andere Belastungen erwirkt zum Beispiel eine verbesserte Resis tenz gegen Flächenpressungen und/oder Kavitation.

Bei der oben beschriebenen dritten Variante V3 bzw. V3‘ kann der Bleigehalt Bg in der Beschichtung B genauso wie in der Variante V1 bzw. V1 ‘ verlaufen.

Bemerkungen zur Klarstellung:

Das chemische Element Molybdän ist ein hochfestes, zähes und hartes Metall, wel ches in geringen Mengen zugesetzt zur Flärtung einer Legierung dient. Als Schmier mittel in Schmierölen suspendiert oder als Feststoff-Schmiermittel dient hingegen Molybdändisulfid.

Bismut wird mitunter als Bleiersatz genannt. In einer solchen Konstellation, in der dies technisch sinnvoll ist, dient das Blei bzw. das Bismut allerdings nicht als Fest schmierstoff, sondern verbessert die Zerspanbarkeit der Legierung und steht somit nicht im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung. Eine andere Konstellation, bei der Blei durch Bismut ersetzt werden kann, betrifft die Solartechnologie.

Bei der vorliegenden Erfindung würde der Einsatz eines gewissen Bismut-Anteils in der Funktionsschicht FS zur Erhöhung der Materialhärte bzw. zur Erhöhung der Ro bustheit gegen Flächenpressungen und/oder Kavitation etc. dienen. Eine möglichst geringe Verwendung der drei stellvertretend genannten Ausgangs materialien Molybdän, Bismut und Nickel ist anzustreben, weil diese vergleichsweise teuer sind und eine Materialtrennung beim Recycling nur eingeschränkt möglich ist etc.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel variiert der Bleigehalt Bg auch in Umfangsrichtung.

Dabei ist wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ein in Radialrichtung vom inneren Stegbereich 10 zum äußeren Stegbereich 11 steigender Bleigehalt Bg (z.B. von 1 % auf 10 %) vorgesehen. Der mittlere Stegbereich 13 unterteilt sich da gegen in einen ersten Teilbereich 13‘, welcher an die Steuernieren 12 angrenzt und diese im Ausführungsbeispiel allseitig umgibt. Dieser weist einen niedrigen Bleigehalt Bg von bspw. 1 % auf. Da im Nahbereich der Nieren 12 eine erhöhte Flächenpres sung vorliegt, soll die dortige Funktionsoberfläche FO bzw. der oberflächennahe Be reich der Beschichtung B in Bezug auf eine Flächenpressung nicht durch einen ver gleichsweise hohen Bleigehalt Bg geschwächt werden. In Umfangsrichtung zwischen diesen Teilbereichen 13' sind zweite Teilbereiche 13“ bzw. 13‘“ vorgesehen, welche weiter entfernt von den Nieren 12 angeordnet sind. Hier wird ein höherer Bleigehalt Bg von 5% eingesetzt, da hier die vorliegende Flächenpressung entsprechend ge ringer und daher nicht Bauteil-bestimmend ist.

Fig. 6 zeigt dabei zwei Ausführungsbeispiele. Die beiden Ausführungsbeispiele un terschieden sich in der Ausdehnung der Sektoren 13“ bzw. 13‘“. Der Sektor 13“ bzw. 13‘“ mit dem erhöhten Bleigehalt Bg erstreckt sich dabei entweder nur über den mitt leren Stegbereich 13 oder reicht bis an den Innenradius ri heran.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines Bauteils BT mit einer Einlaufschicht (ES) gezeigt, welche eine sehr geringe Dicke aufweist und über einen vergleichsweise hohen Bleigehalt Bg von bspw. 10 % verfügt. Die Einlaufschicht (ES) bildet eine Funktionsoberfläche F01. Nach der Prüfstandsabnahme oder nach der Inbetrieb- nahme derjenigen Einheit, in die das Bauteil BT bereits eingebaut ist, hat die Einlauf schicht ES ihre Aufgabe erfüllt und hat sich durch das Einlaufen weitgehend entfernt. Die Einlaufschicht ES dient zum Ausgleich von Bauteiletoleranzen im Anlagebereich zu dem anderen Bauteil BT. Ein Läppen bei der Herstellung des Bauteils BT kann verkürzt werden oder sogar komplett entfallen. Der Einlauf des Bauteils BT beginnt bspw. erst mit der Inbetriebnahme des Kundengerätes, in dem das Bauteil BT ver baut ist.

Mögliche Verfahrensschritte zur Erzielung einer entsprechend optimal dünnen Ein laufschicht ES sind: Aufträgen der Einlaufschicht (ES) z.B. mittels Auftragsschweis- sen, ggf. Gleitlackbeschichtung und anschliessendes Abtragen während des Einlauf vorgangs.

Bei der Einlaufschicht ES handelt es sich um ein optionales Merkmal, welches bei beliebigen sonstigen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kom men kann.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Bauteils BT gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Dabei wird die Funktionsoberfläche FO bzw. die Anlagefläche zu einem benachbarten Bauteils BT‘ entlang der Bauteil oberfläche in mindestens einem Bereich durch eine Funktionsschicht FS gebildet und in mindestens einem Bereich durch eine Pufferschicht PS gebildet.

Fig. 9 zeigt als konkrete Anwendung wiederum eine Steuerplatte 19, wie sie bereits oben beschrieben wurde. In den Umfangsabschnitten, in denen sich keine Durchbrü che befinden, entspricht der qualitative Aufbau der Beschichtung B der Steuerplatte 19 dem Aufbau, der in der Fig. 8 in einer abstrakten Darstellungsform abgebildet ist.

Dabei ist wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen für den inneren Stegbereich 10 ein Funktionsschicht-Bereich F1 mit einem niedrigeren Bleigehalt Bg von z.B. 1% und für den äußeren Stegbereich 11 eine Funktionsschicht-Bereich F2 mit einem höheren Bleigehalt Bg von z.B. 10 % vorgesehen. Beide sind über eine Pufferschicht PS auf dem Grundkörper GK aufgebracht. Der mittlere Stegbereich 13, in welchem die Steuernieren 12 vorgesehen sind, weist keine Funktionsschicht auf. Vielmehr wird dort die Funktionsoberfläche FO durch die Pufferschicht PS gebildet, welche hier eine erhöhte Dicke aufweist und deren Oberfläche daher in einer ge meinsamen Ebene mit den Oberflächen der Funktionsschicht-Bereiche F1 und F2 liegt. Im Nahbereich der Niere 12 (hier eine Niederdruckniere) wird die Funktions oberfläche FO daher durch die Pufferschicht PS gebildet.

Dabei ist vorgesehen, dass der mittlere Stegbereich 13 eine Breite Bm aufweist, wel che größer ist als die Steuernierenbreite d und sich beidseitig über diese hinaus er streckt, wobei der radiale Überstand der Pufferschicht PS, wo diese die Funktions oberfläche FO bildet, in Richtung Mittelpunkt M eine Ausdehnung xi beträgt und in der diametralen Richtung davon der radiale Überstand der Beschichtung B, wo diese die Funktionsoberfläche FO bildet, den Wert xa aufweist, wobei sich die Abmaße xi, xa in einem Bereich von 0 bis 0,3d, bevorzugt in einem Bereich von 0,05d bis 0,25d und besonders bevorzugt von 0, 1 d bis 0,2d befinden.

Der innere Stegbereich 10 mit dem Funktionsschicht-Bereich F1 weist eine Breite Bi, der äußere Stegbereich 11 mit der Funktionsschicht-Bereich F2 eine Breite Ba, und der mittlere Stegbereich 13, in dem die Funktionsoberfläche durch die Pufferschicht PS gebildet und sie die Steuernieren 12 erstrecken, weisen eine Breite Bm auf. Die Gesamtbreite aller drei Stegbereiche ist als B1 FS eingezeichnet.

Insbesondere betrifft dieses Ausführungsbeispiel eine Steuerplatte 19 für den Ein satz einer Axialkolbenmaschine im offenen Kreis. Dabei gibt es Niederdrucknieren a) mit R1 = R2 und b) mit R1 R2.

Fig. 10 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die beiden Seiten einer Steuerplatte 19 einer Axialkolbenpumpe; links eine Ansicht auf ihre Funktionsoberfläche FO, d.h. der zum Triebwerkzylinder 27 hingewandten Seite, somit eine Ansicht der Funktions- fläche und rechts eine Ansicht auf die vom Triebwerkzylinder 27 abgewandte Ober fläche. Die vorliegende Erfindung kann auf diese konkret gezeigte Steuerplatte 19 angewendet werden.

Mit 12’ sind die Hochdrucknieren und mit 12” die Niederdruckniere bezeichnet, wobei Letztere im Fall einer Axialkolbenpumpe auch als Saugniere bezeichnet wird. Mit 14 ist eine Steuerkerbe bezeichnet, welche die Beschichtung B durchdringt und in den Grundkörper GK eintritt, ohne Letzteren zu durchdringen. Mit 15 ist eine Durchdrin gung der Steuerplatte 19 zur Fixierung am Gehäuse 80 bezeichnet. Die mit 16 be- zeichnete Nut ist eine Entlastungskerbe, welche an dem der Saugniere zugewandten Nutende eine Entlastungsöffnung 16' aufweist, welche die gesamte Steuerplatte 19 durchdringt.

Ebenfalls ist die Erfindung auf solche in der Fig. 11 und 12 gezeigten Steuerplatten 19 einer Axialkolbenmaschine anwendbar, welche eine solche Nierenform und/oder Anordnung der Nieren aufweisen. Auch hierbei handelt es sich lediglich um weitere Beispiele. Derartige Nierenformen können sowohl für einen offenen als auch einen geschlossenen Hydraulikkreis zur Anwendung kommen.

Fig. 13 zeigt einen Triebwerkzylinder 18 einer Axialkolbenmaschine. Dieser weist ei nen mittigen Verbindungsbereich 17 zur Verbindung mit der Triebwelle 21 auf, wel cher hier eine Verzahnung besitzt. In dem Triebwerkzylinder 18 erfolgt die Führung der Triebwerkkolben 27. Dabei kann eine Führung eines Triebwerkkolbens 27 unmit telbar entlang der Bohrwand im Triebwerkzylinder 18 erfolgen oder entlang der In nenwand einer in den Triebwerkzylinder 18 eingesetzten Laufbuchse 60, wobei in beiden Fällen die Anlageflächen für einen Triebwerkkolben 27 durch eine Beschich tung B gebildet sein können. Dabei werden die Beschichtung B (die Legierungen der Pufferschicht sowie der Funktionsschicht-Bereiche und das Beschichtungsverfahren bevorzugt derart ausgewählt, dass nur einer der beiden Funktionsflächen, d.h. nur die Anlagefläche am Triebwerkzylinder 18 oder die der Steuerplatte 19 beschichtet werden muss. In den meisten Fällen bestehen beide Grundkörper GK aus einem harten Material, wodurch üblicherweise eine der beiden Funktionsflächen mit einer vergleichsweise weichen Beschichtung B versehen wird.

Allerdings ist die Erfindung keineswegs darauf beschränkt.

In einer Variante könnten einer oder beide Grundkörper GK aus einem vergleichs weise weichen Material, bevorzugt aus einer vergleichsweise weichen Legierung ge fertigt werden und das erfindungsgemässe Verfahren kommt zum Einsatz ggf. er gänzend zu anderen Verfahren, um lokal dort, wo in Dickenrichtung eine höhere Ma terialhärte benötigt wird und/oder wo eine harte Funktionsoberfläche FO benötigt wird diese durch ein entsprechendes Beschichten zu erzeugen. Erfindungsgemäss wird eine die Anforderungen erfüllende (i) Pufferschicht PS oder (ii) eine Funktions schicht FS oder werden (iii) eine Pufferschicht PS und eine Funktionsschicht FS auf getragen.

In einer weiteren Variante könnten beide Grundkörper GK und GK' so beschaffen sein, dass sich im Kontaktbereich gute Gleiteigenschaften ergeben und mittels einer lokalen Beschichtung B eines der beiden oder beider Grundkörper GK, GK' könnten die Bauteile BT, BT vor anderen Belastungen wie bspw. Flächenpressungen, Kavi tation etc. geschützt werden.

Bevorzugt ist an den beiden aneinander zugewandten Flächen zweier Bauteile BT, BT‘, die sich ganzflächig oder in einem Teilbereich berühren, die Oberfläche des ei nen Bauteils BT eine harte und das dadurch ermöglichte Polieren eine besonders glatte Oberfläche, derweil die Oberfläche des anderen Bauteils B' aus einem weiche ren Material ausgeführt ist.

In einer weiteren Variante könnten in Bezug auf das fertige Bauteil BT lediglich be stimmte Bereiche I des Anlagebereichs auf der Steuerplatte 19 mit einer weichen Funktionsschicht FS ausgestattet sein, wohingegen die Funktionsoberfläche FO der verbleibenden Bereiche II des Anlagebereichs (i) von dem harten Grundkörper GK gebildet werden oder (ii) durch eine harte Beschichtung B (einer entsprechenden Pufferschicht PS und/oder einer entsprechenden Funktionsschicht FS) oder (iii) in einem Teilbereich von dem harten Grundkörper GK und in dem verbleibenden Teil bereich aus einer harten Beschichtung B gebildet werden. Jene Bereiche II des An lagebereichs könnten dann auf der Funktionsfläche der Steuerplatte 19 mit einer wei chen Beschichtung B ausgestattet sein.

In Bezug auf die Fig. 13 könnte die rondenförmige Beschichtung B, welche aufgrund der nierenförmigen Durchbrüche die Brillen-förmige Struktur aufweist auf der Funkti onsfläche des Triebwerkzylinders 18 aufgebracht sein, wohingegen der äussere Dichtsteg 16 anders als in der Fig. 13 dargestellt als Beschichtung B auf der Funkti onsfläche der Steuerplatte 19 aufgebracht sein könnte.

Fig. 14 zeigt eine Axialkolbenmaschine, bei welcher die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen kann. Diese weist ein Gehäuse 80 und eine Anschlussplatte 20 mit einer im Gehäuse 80 drehbar gelagerten Triebwelle 21 auf, an welcher der Trieb werkzylinder 18 angeordnet ist. Der Triebwerkzylinder 18 wirkt mit der Steuerplatte 19 zusammen, wobei durch die Überdeckung der jeweiligen Nieren 12 die Fluid ströme - alternierend in die Kolbenbohrungen des Triebwerkzylinders 18 hinein und wieder hinaus - gedrängt werden. In dem Triebwerkzylinder 18 sind Triebwerkkolben 27 axialverschieblich gelagert. Ein Ende der Triebwerkkolben 27 steht über eine Ku gelgelenkverbindung mit einem Gleitschuh 25 in Verbindung, welcher sich auf der Schrägscheibe 22 abstützt, deren Neigung zur Achse des Triebwerkzylinders 18 durch Verschwenken um eine Schwenkachse veränderbar ist. Eine derart ausge führte Schrägscheibe 22 wird oft auch als Schwenkwiege bezeichnet. Im Betrieb ro tiert der Triebwerkzylinder 19 mit der Triebwelle 21. Dabei gleiten die an den Trieb werkkolben 27 befestigten Gleitschuhe 25 entlang der Schrägscheibe 22.

Der Schrägwinkel der Schrägscheibe 22 wird durch das Kräftegleichgewicht aus der Stellkraft und der Rückstellkraft der Feder 28 sowie einer gewissen von der Schwenk wiege ausgehenden Reaktionskraft (s.u.) eingestellt. Die Stellkraft ergibt sich ausge hend vom Stelldruck, der auf den Stellkolben 23 einwirkt und über den Stellhebel 23 auf die Schrägscheibe 22 resp. die Schwenkwiege einwirkt. Wie im Folgenden noch näher beschrieben, kann die vorliegende Erfindung auch bei anderen Bauteilen einer Axialkolbenmaschine zum Einsatz kommen.

Zunächst werden jedoch anhand von Fig. 15 noch mögliche Materialhärteprofile in Dickenrichtung zwischen der Funktionsoberfläche FO und dem Grundkörper GK ge zeigt. Die gezeigten Materialhärteprofile beziehen sich links auf Anwendungen mit einem Grundkörper GK aus einem harten Werkstoff, insbesondere aus Stahl, rechts mit einem für Leichtbauanwendungen geeigneten Grundkörper GK, der bevorzugt aus einer Aluminium-Legierung oder aus Kunststoff besteht.

Bei den gezeigten Konstellationen besteht die Beschichtung B aus einer Funktions schicht FS oder aus einer Kombination aus einer Pufferschicht PS und einer Funkti onsschicht FS. Gleichermassen kann eine - wie im vorausgegangenen Text be schrieben eine erfindungsgemässe-Beschichtung B lokal lediglich aus einer Puffer schicht PS bestehen. Hinsichtlich der qualitativen Darstellung der Härteprofile ergibt sich jedoch kein Unterschied, ob ein Bauteil aus einem Grundkörper GK und einer Funktionsschicht FS besteht oder ein Bauteil aus einem Grundkörper GK und einer Pufferschicht PS besteht.

Bei den Leichtbauanwendungen weist der Grundkörper GK, der bspw. aus Kunststoff bestehen kann, häufig eine niedrige Materialhärte auf. Hier kann bspw. eine Puffer schicht PS eingesetzt werden, die eine größere Materialhärte aufweist als der Grund körper GK. Dies gilt auch für den Fall, dass die Funktionsschicht FS eine höhere Materialhärte aufweist als der Grundkörper GK. In einem solchen Fall kann die Puf ferschicht PS, die härter als der Grundkörper GK ist, zur Vermeidung des Eierscha leneffekts dienen. Für ein erfindungsgemässes Bauteil BT, dessen Grundkörper GK aus Stahl besteht, sind folgende Härtewerte typisch:

Bestandteil des Bauteil Brinellhärte HBW

Bauteilkörper 100 bis 500

Pufferschicht 100 bis 200

Funktionsschicht 50 bis 150

Fig. 16 zeigt nun als weiteres Ausführungsbeispiel das Auflager mit den Auflageflä chen 34 für die Schultern einer Schwenkwiege 30, wobei der Grundkörper GK des Auflagers bereits als Rohling in dem Pumpengehäuse 80 eingearbeitet ist. Zwischen einer Auflagefläche 34 für eine Schwenkwiege 30 und ihrer Schulter befindet sich üblicherweise jeweils eine Lagerschale 31 . Die Schwenkwiege 30 ist über zwei teil zylinderförmige Wälzlager um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert. Die Schwenkwiege 30 trägt die Schrägscheibe 22, auf welcher die Gleitschuhe 25 der Triebwerkkolben 27 umlaufen, und stützt diese gegen das Pumpengehäuse 80 ab. (Weit verbreitet sind einstückige Bauteile BT, welche die Funktion der Schwenkwiege 30 und der Schrägscheibe 22 vereinen.) Zur Verstellung der Schwenkwiege 30 weist diese im Ausführungsbeispiel einen Hebelarm 32 auf, an welchem ein Stellzylinder 33 angreift.

Hohe Arbeitsdrücke in Axialkolbenmaschinen führen zur Durchbiegung der Trieb welle 21 und der Schwenkwiege 30. Dadurch ist der Auflager-Kraftbelag (s.u.) eines solchen mittels Durchbiegung belasteten Bauteils BT auf der Lagerstelle in ihrer axi alen Ausdehnung ungleich verteilt. Das Ausführungsbeispiel der Lagerstelle 34 in Fig. 16 berücksichtigt die aufgrund der Durchbiegung der Schwenkwiege 30 den sich in axialer Richtung ändernden Auflager-Kraftbelag. Daher weist die Beschichtung B der Auflagefläche 34 mehrere (im Ausführungsbeispiel drei) sich in axialer Richtung aneinanderreihende Funktionsschicht-Bereiche mit von innen nach außen abneh mendem Bleigehalt Bg auf, da durch die Durchbiegung die innenliegenden axialen Bereiche einem weit höheren Kraftbelag ausgesetzt sind, derweil bei den äusseren Bereichen einer Lagerstelle die Schultern der Schwenkwiege 30 tendenziell gar nicht mehr aufliegen.

Hinweis: Die Bezeichnung Kraftbelag wird verwendet als Grösse Kraft pro Länge.

In Umfangsrichtung weisen die Bereiche in diesem Ausführungsbeispiel jeweils ei nen konstanten Bleigehalt Bg auf. Die Bereiche können jedoch auch in Umfangsrich tung einen sich verändernden Bleigehalt Bg aufweisen, wie dies im Folgenden für die Lagerschalen 31 gezeigt ist.

Fig. 18 und 19 (rechts) zeigen dabei zwei Ausführungsbeispiele verschiedener Funk tionsschicht-Bereiche einer Lagerschale 31 - d.h. den Verlauf des Bleigehalts Bg einer Funktionsschicht FS entlang der Umfangsrichtung der Funktionsoberfläche FO - auf, die für das Wälzlager einer Schwenkwiege 30 zum Einsatz kommen kann. Wie in der Fig. 19 (links) erkennbar, liegt in Bezug auf die Orientierung der Abbildung die untere Aussenfläche auf der Lagerschale 31 auf dem Auflager für eine Schulter der Schwenkwiege 30, welches häufig bereits im Pumpengehäuse 80 ausgeführt ist. Die dazu gegenüberliegende Aussenfläche der Lagerschale 31 entspricht der Funktions oberfläche FO, welche die Anlagefläche für die Schulter der Schwenkwiege 30 dar stellt.

Beide Ausführungsbeispiele weisen mehrere in Umfangsrichtung aneinanderge reihte Funktionsschicht-Bereiche F1 , F2, Fi auf. Innerhalb eines Funktionsschicht- Bereiches ist der Bleigehalt Bg gleich und bei unterschiedlichen Funktionsschicht- Bereichen können unterschiedliche Bleigehalte vorliegen. An einen in Bezug auf die Umfangsrichtung der Lagerschale 31 zentralen Bereich ihrer Beschichtung B liegt ein Funktionsschicht-Bereich F mit maximalem Bleigehalt Bg vor. In Bezug auf die Umfangsrichtung des zentralen Bereiches schliessen sich zu beiden Seiten jeweils ein oder mehrere Bereiche mit geringerem Bleigehalt Bg an. Bei dem Ausführungs beispiel in Fig. 18 ist der zentrale Bereich mittig in der Lagerschale 31 angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 19 (rechts) weist der zentrale Bereich dagegen einen Versatz um einen bestimmten gegenüber der Lagerschalen-Mitte auf, um den im normalen Betrieb bzw. im Nennbetrieb vorliegenden Versatz der Lagerkraft FL gegenüber der Lagerschalen-Mitte durch den von der Nullstellung verschiedenen Schwenkwinkel zu berücksichtigen.

Fig. 20a zeigt als Ausführungsbeispiel einen Stellkolben 33 zur hydrostatischen Ver stellung einer Schwenkwiege 22, welcher in einem nicht näher spezifizierten Bauteil BT beherbergt ist. Nahe seinem rechtsseitigen Ende ist der Stellkolben 33 über eine Laufbuchse 81 geführt. Nahe seinem linksseitigen Ende ist der Stellkolben 33 direkt entlang der Bohrwand des ihn beherbergenden Bauteils BT geführt. In Abhängigkeit des auf die Stirnseite des Stellkolbens 33 wirkenden Stelldrucks pstell ergibt sich über den als Hebelarm wirkenden Mitnehmer 41 ein auf die Schwenkwiege 30 wir kendes Drehmoment, welches bestimmend für den Schrägwinkel ist. Seitens des Mitnehmers 41 besteht eine über die Schwenkwiege 30 übertragene Reaktionskraft, welche ihrerseits als Drehmoment auf den Stellkolben 33 einwirkt. Fig. 20b zeigt eine starke Übertreibung der Auswirkung des besagten Drehmoments. Der Stellkolben 33 wird in bestimmten Abschnitten extrem stark an seinen unmittelbar gegenüberliegen den Bereich seiner Anlagefläche gedrückt, wohingegen er in anderen Bereichen - in dieser übertriebenen, aber tendenziell zutreffenden Darstellung - gar nicht mehr ge gen seinen unmittelbar gegenüberliegenden als Anlagefläche vorgesehenen Berei ches gedrückt wird. Durch die hierbei entstehenden Querkräfte wirkt eine unter schiedliche Kraft auf die Anlagebereiche 42, welcher durch entlang der Bauteilober fläche in Umfangsrichtung unterschiedliche Bleigehalte Bg in der an den Anlagebe reichen 42 und/oder in den entsprechenden Abschnitten des Stellkolbens aufgetra genen Funktionsschicht-Bereichen Rechnung getragen wird. Im Ausführungsbeispiel sind dabei auf den Anlageflächen Funktionsschicht-Bereiche F1 und F2 mit unter schiedlichem Bleigehalt von z.B. 5% und 10% vorgesehen.

Fig. 21 und 22 beziehen sich auf Ausführungsbeispiele einer Ausgestaltung von Ku gelgelenkverbindungen zwischen einem Triebwerkkolben 27 mit einem Gleitschuh 25 sowie zwei Ausführungsbeispielen der Laufflächen 50 eines Gleitschuhs 25. Sämtliche dieser Ausführungsbeispiele folgen dem ersten Aspekt der Erfindung. Der Kugelkopf 26 ist hier am Gleitschuh 25 angeordnet, könnte jedoch ebenso auch am Triebwerkkolben 27 vorgesehen sein.

Für die Kugelgelenkverbindung kann eine hohe Betriebsfestigkeit durch das Be schichten von Auftragsmaterial am Kugelkopf 26 und/oder an der Anlagefläche in der Kugelkalotte ausgeführt werden. Hier wird wiederum berücksichtigt, dass der maxi mal mögliche Anpressdruck zwischen dem Kugelkopf 26 und der Kugelkalotte nicht über der gesamten Anlagefläche den gleichen Wert aufweist. Daher wurde eine Un terteilung in verschiedene Bereiche mit einem unterschiedlichen Winkel zu einer Achse, hier der Mittelachse des Kugelkopfes 26 vorgenommen, wobei in einem Be reich entsprechend vorgesehener Funktionsschicht-Bereich F1 ein in etwa konstan ter Bleigehalt Bg vorliegt, wohingegen in Funktionsschicht-Bereichen, die jeweils un terschiedlichen Bereichen entsprechen ein unterschiedlicher Bleigehalt Bg vorliegen kann. Hierbei weisen die zentralen Bereiche einen höheren Bleigehalt Bg auf und die Endbereiche verfügen über eine bleifreie Beschichtung.

Die Lauffläche 50 des Gleitschuhs 25 und damit die Beschichtung B auf seiner Un terseite weist mehrere konzentrische Ringbereiche auf, wobei in diesem Ausfüh rungsbeispiel der Bleigehalt Bg innerhalb eines Ringbereichs in etwa konstant ist wohingegen der Bleigehalt Bg der verschiedenen Ringbereiche von innen nach au ßen ansteigt. Hierdurch wird erzielt, dass in den äußeren Ringbereichen, in denen die Umfangsgeschwindigkeiten bei drehendem Triebwerk höher liegen können als in den Inneren, die höheren Anforderungen an die Trockenschmierung erfüllt werden.

Auf der der Lauffläche 50 abgewandten Oberfläche des Gleitschuhs 50 befindet sich die Angriffsfläche 51 der Rückzugplatte, die ebenfalls eine Funktionsschicht FS mit einem vergleichsweise hohen Bleigehalt Bg aufweist.

Fig. 23a zeigt die Anwendung der vorliegenden Erfindung für die Führung eines Triebwerkkolbens 27 in einer im Triebwerkzylinder 18 eingebrachten Lagerbüchse 60. Die unterteilt sich in axialer Richtung in aufeinanderfolgende Abschnitte a, b und c auf. In einem Ausführungsbeispiel fällt jeweils ein solcher Abschnitt in einen Funk tionsschicht-Bereich mit jeweils einem in etwa konstanten Bleigehalt Bg, wohingegen für unterschiedliche Funktionsschicht-Bereiche verschiedene Bleigehalte Bg vorge sehen sind.

Durch das Abstützen der Triebwerkkolben 27 über die Gleitschuhe 25 auf der Schrägscheibe 22 greift die hieraus resultierende Reaktionskraft auf die Triebwerk- kolben-Gleitschuh-Einheit entlang der Wirkungslinie an, die der Symmetrieachse des Gleitschuhs 30 entspricht.

Wenn der T riebwerkkolben 27 maximal ausgefahren ist - wie in der Fig. 23 links oben dargestellt ist - liegt aufgrund des langen Kraftarms von der Lauffläche 50 des Gleit schuhs 25 bis zu dem nächstgelegenen Auflagepunkt des Triebwerkkolbens 27 an der Laufbuchse 60 in Bezug auf die gewählte Unterteilung im Längenabschnitt a die stärkste Anpressung der Mantelfläche des Triebwerkkolbens 27 an die Laufbuchse 60 vor, weswegen hier die höchsten Anforderungen für die Trockenschmierung be stehen und daher vorzugsweise die Beschichtung B in diesem Abschnitt einen er höhten Bleigehalt Bg aufweist.

In dem Längenabschnitt b liegt hinsichtlich der von der Schrägscheibe 22 auf den Triebwerkkolben aufgebrachten Reaktionskraft die Maximalbelastung vor, wenn der Triebwerkkolben 27 maximal in seine Laufbuchse 60 eingefahren ist. Da jedoch der Kraftarm von der Schrägscheibe 22 bis zum Bereich b der Anlagefläche deutlich klei ner ist, ist die von der besagten Reaktionskraft ausgehende maximale Querkraft, die auf den Bereich b der Laufbuchse einwirken kann, deutlich kleiner als die entspre chende maximale Querkraft, die auf den Bereich a der Laufbuchse einwirken kann.

Auch im Bereich der der Mittelstellung des Triebwerkkolbens 27 (gemäss der unteren Abbildung) bewirkt die von der Schrägscheibe 22 auf den Triebwerkkolben aufge brachte Reaktionskraft zu einer Querkraft, da auch - abgesehen von dem Fall einer nicht ausgeschwenkten Schrägwiege - eine Schrägstellung des Gleitschuhs vorliegt, jedoch in der vorliegenden Orientierung der Abbildung nicht erkennbar ist, weil sich hier die Schwenkachse in der Zeichenebene befindet. Wie zu erkennen, liegt zwi schen der Schrägscheibe 22 und der Anlagefläche des Triebwerkkolbens 27 ein Kraftarm vor, der länger ist als im Fall des maximal eingefahrenen Triebwerkkolbens 27, jedoch steht dem des Triebwerkkolbens 27 in seiner Mittelstellung die gesamte Anlagefläche der Laufbuchse 60 zur Verfügung.

Bereits ohne eine abschliessende Erörterung aller Zusammenhänge wird klar, dass die während eines Triebwerkkolben-Arbeitsspiels auftretenden maximalen von der besagten Querkraft ausgehenden Belastungen für die Funktionsoberfläche einer sol chen Laufbuchse 60 abhängig von der Längenposition resp. in verschiedenen Län genabschnitt unterschiedlich hoch sind. Folglich kann das erfindungsgemässe Prin zip einer bedarfsgerechten Verwendung des verschleissreduzierenden Materials M auch auf dieses Anwendungsbeispiel unter Erzielung der Vorteile angewendet wer den.

Sofern der Einbau der Triebwerkkolben-Laufbuchsen 60 auch in ihrer Umfangsrich- tung determiniert erfolgen kann, und ein Verbleiben in dieser determinierten Einbau orientierung auch während des späteren Betriebes der Axialkolbenmaschine sicher gestellt ist, lässt sich das erfindungsgemässe Prinzip dahingehend ausweiten, dass der Bleigehalt Bg einer Beschichtung B einer Laufbuchse 60 auch über ihrem Um- fangsbereich nicht konstant ist, sondern eine bedarfsgerechte Anpassung möglich ist.

Vorbereitend zur Erklärung dieses Sachverhalts zeigt die Fig. 23b dabei einen Quer schnitt einer Triebwerkkolben-Laufbuchse im Längenabschnitt a. In einem Ausfüh rungsbeispiel stellt ein jeweiliger mit einer durchgezogenen Linie gezeichneter Um- fangsbereich des Kreises einen Sektor dar, in dessen Beschichtung B entlang ihrer Oberfläche erfindungsgemäss ein geringerer Bleigehalt Bg vorhanden ist. In einer möglichen Ausführungsform erstrecken sich diese Sektoren über einen Winkelbe reich von jeweils 90°. Gleichermassen zeigt diese Figur die entsprechenden Zusam- menhänge für die Längenabschnitt b und c. Entsprechend der gewählten Nomenkla tur wären dann die vier Umfangssektor mit B1 , B2, B3 und B4 bezeichnet bzw. mit C1 , C2, C3 und C4.

Bei einer Betrachtung des ersten Teilbilds der Fig. 23a, welche den Triebwerkkolben 27 in seiner (nahezu) maximalen aus der Kolbenbohrung ausgefahrenen Position, dem sogenannten oberen Totpunkt zeigt, wirkt im Längenabschnitt a die resultie rende Querkraft in Bezug auf die Zeichnungsanordnung entlang der Zeichenebene nach oben, weswegen unter alleiniger Betrachtung dieser Querkraft die maximale Reibung lediglich in diesem Sektor A1 (vgl. Fig. 23b) des Längenabschnitts a auftritt und in dem Sektor C3, der sich in Bezug auf die Zeichnungsanordnung im unteren Bereich des Längenabschnitts c befindet, ebenfalls eine erhöhte Belastung vorliegt. Im Sektor A1 ist die Belastung deutlich grösser als im Sektor C3, weil zwischen dem Ansatzpunkt des Kraftarms - d.h. der Lauffläche des Gleitschuhs 25 - vor dem Er reichen des Sektors C3 bereits in den Längenabschnitten a und b geführt ist.

Mit den gleichen Überlegungen erkennt man aus dem zweiten Teilbild der Fig. 23a, welches den Triebwerkkolben 27 in der Position seines unteren Totpunkts zeigt, dass entlang der Längenausdehnung der Laufbuchse 60 in den Bereichen der Umfangs sektoren A1 , B1 und C1 unterschiedliche Belastungen durch das Anpressen der Mantelfläche des Triebwerkkolbens 27 auftreten. Das gleiche gilt in den Bereichen der Umfangssektoren A3, B3 und C3.

Neben den Querkräften, die aufgrund der Reaktionskraft von der Schwenkwiege 22 auf die Triebwerkkolben 27 einwirken, kommen weitere Kräfte (ohne Anspruch auf Vollständigkeit) hinzu:

- Fliehkräfte, diametral zur Drehachse des Triebwerkes gerichtet

- Trägheitskräfte bei schnellen Drehzahländerungen des Triebwerkes, entge gen der Beschleunigungsrichtung gerichtet - Im Pumpenbetrieb Anliegen der Laufbuchsen-Führungsflächen an den jewei ligen Triebwerkkolben 27, da die Triebwerkkolben 27 von der Rotationsbewe gung des Triebwerkzylinders 19 in der entsprechenden Richtung bewegt wer den.

- Im Motorbetrieb Anliegen der Laufbuchsen-Führungsflächen an den jeweili gen Triebwerkkolben 27, da die Rotationsbewegung ausgehend von den Triebwerkkolben 27 auf den Triebwerkzylinder aufgebracht wird.

Klarerweise sind die Reaktionskräfte die über den Kraftarm von der auf der Schräg scheibe 22 aufliegenden Lauffläche eines Gleitschuhs 25 auf einen bestimmten Sek tor in der Laufbuchse wirkenden Belastungen wesentlich höher, wenn der Triebwerk kolben 27 durch das unter Hochdruck stehende Hydrauliköl in Richtung Schräg scheibe gedrückt wird, als dies in einer Betriebsphase der Fall ist, in der das Andrü cken allein durch die Rückzugsvorrichtung erfolgt.

Letztlich ist das lokale Andrücken der Mantelfläche eines Triebwerkkolbens 27 an seine Anlagefläche in der Laufbuchse 60 ohne Anspruch auf Vollständigkeit abhän gig von der Winkellage des Triebwerkes resp. der axialen Kolbenposition im Trieb werk, von dem Schrägwinkel, dem Arbeitsdruck, der momentanen Absolut-Drehzahl und ihrer Änderung, der Drehrichtung sowie davon, ob die Axialkolbenmaschine im Motor- oder im Pumpenbetrieb arbeitet, von der Ölviskosität und wiederum auch von der lokal vorliegenden Reibung abhängig.

Im Laufe eines Arbeitsspiels sind auch die Maximalbelastungen zwischen der Man telfläche eines Triebwerkkolbens 27 und seiner Anlagefläche in der Laufbuchse 60 ortsabhängig. Ferner sind Belastungs-Ortsprofile an den besagten Anlageflächen ab hängig von der Betriebsweise der Axialkolbenmaschine und zwar nicht nur in Bezug auf die Absolutwerte der lokalen Belastungen, sondern auch der qualitative Verlauf der Belastungs-Ortsprofile, z.B. werden auch die lokalen Belastungs-Maxima entlang ihrer Lagepunkte verschoben. Insgesamt ist eine Vorhersage über die genauen lokalen Belastungen vergleichs weise schwierig, jedoch kann bspw. die Belastung durch das Befunden von Trieb werkkolben 27, die in Prüfstandsversuchen, Feldversuchen oder während eines re gulären Betriebs in einer Axialkolbenmaschine eingesetzt waren, erfasst werden.

Auf diese Weise können die Bereiche der Beschichtung bis zu einer gewissen Ge nauigkeit identifiziert, die in einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Laufbuchse 60 einer dreistufigen Klassifizierung einen hohen, einen mittleren und einen geringen Bleigehalt Bg benötigen, um einerseits eine geforderte Betriebsfes tigkeit zu erfüllen und dennoch eine weitgehende Einsatzmengenbeschränkung von Blei zu ermöglichen.

Bekanntermassen weist eine Axialkolbenmaschine üblicherweise fünf oder sieben Triebwerkkolben 27 auf. Folglich kann der Nutzen der Erfindung in einem hohen Masse multiplikativ ausgeschöpft werden.

Fig. 24 bis 27 zeigen eine Reihenkolbenpumpe 70, bei welcher die Verdrängerkolben 71 jeweils auf einem Nocken 72 der Triebwelle 73 gleitend gelagert sind.

Beim Arbeitsspiel einer Verdrängereinheit liegt während der Saugphase, in der über die Rückstellfeder 74 der Verdrängerkolben 71 mit seiner Stirnseite an seinem No cken 73 angedrückt wird, für diese beiden Anlageflächen eine vergleichsweise ge ringe Belastung. In der Kompressionsphase, in der der Verdrängerkolben 71 über die Nockenkontur verschoben wird, wodurch die Druckanhebung des Hydrauliköls auf das Hochdruckniveau erfolgt, herrscht eine entsprechend hohe Anpresskraft. Das erfolgt, wenn sich der momentane Abstand der momentanen Anlagefläche des Nockens 73 an der Stirnseite des Verdrängerkolbens 71 zunehmend weiter von der Drehachse der Nockenwelle 72 entfernt. Spätestens nach einigen Winkelgraden nach dem Überschreiten der oberen Totpunktposition des Verdrängerkolbens 71 ist der Hochdruck entwichen. Fortan wird der Verdrängerkolben 71 auf den Nocken 73 über die Rückstellfeder 74 angedrückt. Diese in Bezug auf die Reibungskraft als Nor malkraft wirkende Kraft ist vergleichsweise niedrig, weswegen eine Verkleinerung des den höchsten Bleigehalt Bg aufweisenden Funktionsschicht-Bereiches F1 ohne Funktionsnachteile möglich ist.

Neben der reinen Aufwärts- und Abwärtsbewegung zwischen dem unteren und obe ren Totpunkt der Verdrängerkolben 71 erfahren diese ebenfalls eine Kippbewegung. Diese erfolgt entlang einer Drehachse, die parallel zur Drehachse der Nockenwelle 73 ausgerichtet ist. Auch hier können die oben für eine Axialkolbenmaschine gezeig ten erfindungsgemässen Prinzipien zum Einsatz kommen. In einer idealisierten ver einfachten Betrachtung wirken auf einen Verdrängerkolben 71 lediglich Querkräfte, die sich auf einer klar definierbaren Ebene E befinden. Die Ebene E verläuft senk recht zur Drehachse der Nockenwelle 73 und entlang der Längsachse des Verdrän gerkolbens 71. Folglich bestehen die erhöhten Anforderungen an Trockenschmie rung zwischen der Mantelfläche eines Verdrängerkolbens 71 und seiner Führungs fläche lediglich an zwei diametral gelegenen Umfangsbereichen. Die beiden Mitten dieser Umfangsbereiche liegen auf jener gedachten Ebene E. In Bezug auf die Ori entierung einschliesslich der gezeigten Position des Verdrängerkolbens 71 und der Beschriftung der Figur 27 liegen bei einer im Gegenuhrzeigersinn drehenden No ckenwelle 73 die maximalen Querkraftbelastungen (i) in dem rechten der genannten Umfangsbereiche des Längenabschnitts a und (ii) dem linken der genannten Um fangsbereiche des Längenabschnitts c vor.

Sofern die Reihenkolbenpumpe 70 deutlich überwiegend oder ausschliesslich im ge zeigten Gegenuhrzeigersinn betrieben wird, ist hinsichtlich der Anlagefläche des Ver drängerkolbens insgesamt der Letztgenannte Bereich am meisten Verschleiss-ge- fährdet. Deswegen wird insbesondere dort eine erhöhte Materialfestigkeit benötigt, die ggf. durch Bereitstellung einer aus einem harten Material bestehenden Puffer schicht PS erzielt werden muss. Gleichermassen besteht dort ein erhöhter Bedarf an Trockenschmierung, weswegen es sinnvoll sein kann, an diesem Bereich eine Funk tionsschicht FS vorzusehen, die einen erhöhten Bleigehalt Bg aufweist. Darüber hinaus lässt sich das erfindungsgemässe Prinzip für den Umfangsbereich der Nocken 72 und/oder den Stirnseiten der Verdrängerkolben 71 anwenden. In Be zug auf die Anlagefläche eines Nocken 72 für die Stirnseite 74 eines Verdrängerkol bens 71 könnten in Umfangsrichtung ein jeweils bedarfsgerechter und damit unter schiedlicher Gewichtsanteil von Blei und/oder Nickel in der Beschichtung B enthalten sein, welche den unterschiedlichen Flächenpressungen, Relativgeschwindigkeiten und solcher Normalkräfte, welche das Aufkommen von Reibung verursachen, Rech nung tragen. Insbesondere können dabei die eine starke Krümmung aufweisenden Bereiche der Nocken 72, d.h. die weiter von der Drehachse entfernten Bereiche der Anlageflächen einen Funktionsschicht-Bereiche F1 , F3 aufweisen, der einen höhe ren Bleigehalt Bg aufweist als ein Funktionsschicht-Bereiche F2, F4, die sich näher zur Drehachse der Nockenwelle 73 befindet, siehe Fig. 26.

Sofern eine Reihenkolbenpumpe 70 nur für eine Drehrichtung ausgelegt wird, kann die Gesamtfläche der beiden Funktionsschicht-Bereiche F1 , F2 welche den höchsten Bleigehalt Bg aufweisen, wie in der rechten Abbildung der Fig. 26 angedeutet, ohne Nachteile verkleinert werden.

Erfolgt die Ausgestaltung für eine Reihenkolbenpumpe 70, die für beide Drehrichtun gen der Nockenwelle 72 gleichermaßen geeignet sein soll, empfiehlt sich die Bildung von jeweils paarweise zwei diametral gelegenen Umfangssektoren eines Längenab schnittes deren Funktionsschicht FS einen gleichen Bleigehalt Bg aufweist bzw. kann das auf die entsprechenden Bereiche der gesamten Beschichtung B übertragen wer den; inbegriffen die Pufferschicht PS und die Funktionsschicht FS entlang ihrer Ober fläche und/oder in Bezug auf ihre Dickenrichtung.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können unabhängig vom konkreten Ausfüh rungsbeispiel z.B. eines oder mehrere der folgenden Verfahren zum Aufbringen der Pufferschichten und/oder Funktionsschichten eingesetzt werden:

Auftragsschweissen z.B. Laserauftragsschweissen, Plasma-Pulver-Auftrags- schweissen etc. Auftrags-Reibschweissen oder Rührreibschweissen

Thermisches Spritzen, Flammspritzen, Hochgeschwindigkeits-Flamm-sprit- zen, Kaltgasspritzen

Beschichtung mit dem Auftragsmaterial auf den Grundkörper GK mittels 3D- Druck, insbes. Laserstrahlschmelzen & Elektronenstrahlschmelzen Gleitlackbeschichtung für die optionale Einlaufschicht (ES)

Das Auftragsmaterial kann z.B. vorliegen in Form: eines Bandes, insbesondere eines Drahtes von Pulver

Weiterhin kann eine vorbereitende und/oder begleitende und/oder nachbereitende Konditionierung des entstehenden Bauteils BT bei dem Beschichten mit dem Auf tragsmaterial vorgenommen werden. Diese kann z.B. wie folgt erfolgen:

Vor dem Beschichten einer jeweiligen Lage mit einem Auftragsmaterial wird der Grundkörper GK bzw. der Grundkörper GK mit den bereits aufgetragenen Lagen vor gewärmt und nach dem Aufträgen einer Lage mit einem definierten Temperaturprofil beaufschlagt, d.h. das entstehende Bauteil BT kühlt nicht gemäß der natürlichen Um- gebungsbedingungen ab, sondern wird bspw. zunächst weiterhin einer Temperatur T bzw. einer Temperaturverteilung T ^* ausgesetzt, die höher als die natürliche Umge bungstemperatur ist, wobei die Temperatur T allmählich herabgesetzt wird. Mit an deren Worten: Der Beschichtungsprozess kann in vollständiger oder teilweiser Be gleitung über eine gesteuerte oder geregelte Wärmeführung ausgeführt werden.

Hierbei kann es sich um eine Wärmeführung handeln, die sich räumlich über das komplette entstehende Bauteil BT erstreckt. Die Wärmeführung kann sich über den kompletten Zeitraum erstrecken, der den Beschichtungsprozess ausgehend von ei ner Konditionierung des Grundkörpers GK bis zum Ende der Nachbehandlung des vollständig beschichteten Bauteils BT umfasst. Alternativ kann sich die Wärmefüh- rung auf einen einzigen bestimmten oder mehrere bestimmte zum Beschichtungs prozess eines Bauteils BT gehörende Fertigungsschritte erstrecken, wobei die Wär meführung innerhalb eines einzigen zusammenhängenden Zeitraums ablaufen kann oder in jeweils separaten Zeitfenstern.

Es können lokale Erwärmungen, insbes. durch induktives Erwärmen, vorgesehen sein. Weiterhin ist eine Kombination aus globalem und lokalem Erwärmen denkbar. Beeinflussungsparameter beim induktiven Erwärmen sind beispielsweise die Be triebsfrequenz des Magnetfelds, die sich wiederum aus der Betriebsfrequenz des Magnetisierungsstroms ergeben kann. Mit zunehmender Frequenz reduziert sich die Eindringtiefe der ausgelösten Wirbelströme und damit die Eindringtiefe der Wärme quelle des zu erwärmenden Werkstücks (Stichwort Skineffekt ). Darüber hinaus ist die Eindringtiefe auch von den Materialeigenschaften und der Temperatur des zu erwärmenden Werkstücks abhängig. Durch eine Erhöhung des Spitze-Spitzenwertes (Spitze-Tal-Wertes) des Magnetisierungsstroms kann der Energieeintrag in das zu erwärmende Werkstück erhöht werden.

Für das Verwenden alternativer oder zusätzlicher verschleissreduzierender Materia lien M, welche vorteilhafterwiese oder notwendigerweise in möglichst geringen Men gen eingesetzt werden sollen/müssen, aber einen maßgeblichen positiven Effekt in Bezug auf die Betriebsfestigkeit aufweisen, können diese Verfahren entsprechend eingesetzt werden.

Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele von Beschichtungsverfahren, de ren Funktionsschicht Blei enthält, näher beschrieben:

Bevorzugtes Verfahren A

Ausgangslage: Grundkörper GK aus Stahl mit 0,3 C bis 0,5 C

Induktives Erwärmen auf einen Wert zwischen 500° C bis 600° C, besonders bevorzugt wird dabei der innere Bereich stärker als der äußere Bereich er- wärmt. Mittels der Frequenz des erzeugten Magnetfeldes kann beim indukti ven Erwärmen die Eindringtiefe des im Bauteil BT fließenden Wirbelstroms festgelegt werden.

Aufträgen der bevorzugt bleifreien Pufferschicht; mehrlagig oder einlagig; be vorzugte Schichtdicke im Bereich zw. 0,5 mm bis 1 mm; bevorzugt beinhaltet diese Schicht die Metalle Nickel und Kupfer.

Ebnen der aufgetragenen Pufferschicht PS z.B. durch Drehen Aufträgen der Funktionsschicht FS resp. der Funktionsschicht-Bereiche, die sich in ihren Bleigehalten Bg unterscheiden; Funktionsschicht FS besteht be vorzugt aus einem Bronze-artigen Auftragsmaterial und weist bevorzugt eine Schichtdicke von 1 mm bis 2 mm auf.

Ebnen der aufgetragenen Funktionsschicht FS z.B. durch Drehen und optional anschliessendes Läppen

Erwärmen auf ca. 300° C zum Abbau der Materialeigenspannung Optional Aufträgen einer Einlauffunktionsschicht ES

Bevorzugtes Verfahren B

Ausgangslage: Grundkörper GK aus Stahl mit 0,3 C bis 0,5 C Aufträgen der bevorzugt bleifreien Pufferschicht PS; mehrlagig oder einlagig Ebnen der aufgetragenen Pufferschicht z.B. durch Drehen Erwärmen des Rohteils (Grundkörper GK mit aufgetragener Pufferschicht PS) auf ca. 500° C bis 600° C zur Konditionierung, damit die aufzutragende Funk tionsschicht FS besser haftet und wegen angeglichener Umgebungsbedin gungen eine höhere Homogenität aufweist

Aufträgen der Funktionsschicht FS resp. der Funktionsschicht-Bereiche, die sich in ihren jeweiligen Bleigehalten Bg unterscheiden; Funktionsschicht FS besteht bevorzugt aus einem Bronze-artigen Material Ebnen der aufgetragenen Funktionsschicht FS z.B. durch Drehen und optio nales Läppen

Erwärmen auf ca. 300° C zum Abbau der Materialeigenspannung Optional Aufträgen einer Einlauffunktionsschicht ES Herstellung von Funktionsschicht-Bereichen mit jeweils unterschiedlichem Bleigehalt Bg und/oder jeweils unterschiedlichen Anteilen von mindestens einem anderen ver- schleissreduzierenden Material M (s.o.).

Der unterschiedliche Bleigehalt Bg in den jeweiligen Funktionsschicht-Bereichen FS kann beispielsweise durch folgende Varianten erreicht werden:

Es wird jeweils ein komplett vorgemischtes Auftragsmaterial eingesetzt. Be vorzugt weist die Vorrichtung, über die das Aufträgen erfolgt, mehrere unab hängig betreibbare Zuflüsse für unterschiedliche Zusammensetzungen des Auftragsmaterials, d.h. (i) Auftragsmaterialien, deren Ausgangsmaterialien zu mindest teilweise nicht gleich sind oder (ii) Auftragsmaterialien, deren Aus gangsmaterialien zwar gleich sind, aber mindestens eines dieser Ausgangs materialien in einem jeweils unterschiedlichen Gewichtsanteil enthalten ist, auf. Somit können die Funktionsschicht-Bereiche entlang der Bauteiloberflä che mit den jeweils unterschiedlichen Bleigehalten Bg nacheinander beschich tet werden, ohne ein Umspannen des entstehenden Bauteils BT, d.h. des Rohteils. Das Gleiche gilt, sofern die Funktionsschicht FS aus Lagen mit un terschiedlichen Zusammensetzungen des Auftragsmaterials aufgebaut ist. Das Gleiche gilt, sofern die Pufferschicht PS an unterschiedlichen Stellen ei nes Bauteils BT aus unterschiedlichen Zusammensetzungen des Auftragsma terials aufgebaut ist.

Das Blei wird über einen separaten Zufluss dem Auftragsmaterial zugeführt. Bevorzugt liegt das Blei in Bandform und besonders bevorzugt in Drahtform vor. Sodann kann über die Vorschubgeschwindigkeit der Bleigehalt Bg in Ab hängigkeit des Funktionsschicht-Ortspunktes in den momentanen Arbeits punkt und/oder dem momentanen Aufschmelzpunkt eingebracht werden, wodurch näherungsweise kontinuierliche Änderungen des Bleigehalts Bg ent lang der Bauteiloberfläche erzielbar sind, d.h.: gemäss des hier verwendeten Wortgebrauches entstehen dadurch quasi unendlich viele Funktionsschicht- Bereiche.

Einbringung von Blei in die Funktionsschicht FS mittels eines Verfahrens, bei dem das Blei in Form kleiner Partikel vorliegt, welche zielgerichtet auf die ent stehende Funktionsschicht FS beschleunigt werden. Im Zuge dieser Be schleunigung erhalten die Bleipartikel eine jeweils dosierte kinetische Energie, die beim Aufprall auf der entstehenden Funktionsschicht FS ein Anschmelzen der Bleipartikel hervorruft, wodurch näherungsweise kontinuierliche Änderun gen des Bleigehalts Bg entlang der Bauteiloberfläche erzielbar sind.

Auftragsmaterialien mit unterschiedlichen Bleigehalten Bg lassen sich beispielsweise unter Verwendung von Kupfer-Zinn-Legierungen oder Kupfer-Zink-Legierungen bzw. entsprechend solcher Basislegierungen erzielen. Hier kann Blei in mit unterschiedli chen Gewichtsanteilen zugegeben werden ohne Notwendigkeit einer sonstigen Ver änderung bei der Zusammensetzung der restlichen Ausgangsmaterialien des Auf tragsmaterials.

Damit bleiben die jeweiligen Anteilsverhältnisse der anderen Ausgangsmaterialien konstant und zwar unabhängig vom Bleigehalt Bg. Dieser kann bspw. zwischen 1 wt% und 10 wt% liegen. Allerdings ist es auch möglich, dass sich bei unterschiedli chen Bleigehalten Bg von Auftragsmaterialien, die für dasselbe Bauteil BT zur An wendung kommen kann, auch die Anteilverhältnisse anderer darin enthaltenen Aus gangsmaterialien verschieden sind.