Korrosionsschützendes Schichtsystem, korrosionsgeschütztes Lagerbauteil und

Verfahren zum Schutz eines Lagerbauteils vor Korrosion

Die Erfindung betrifft ein korrosionsschützendes Schichtsystem und ein korrosionsgeschütztes Lagerbauteil. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schutz eines Lagerbauteils vor Korrosion. Lager sind mitunter korrosiven Umweltbedingungen ausgesetzt. Dies trifft beispielsweise für Lager zu, die in Windkraftanlagen eingebaut werden und konstruktionsbedingt oder aus Kostengründen nicht in ein Gehäuse eingebaut werden, das beispielsweise vor Wettereinflüssen schützt. Besonders problematisch ist die Situation bei Windkraftanlagen die unmittelbar an der Küste oder sogar auf See errichtet werden. In diesem Fall können die Lager mit hochkorrosivem Salzwasser oder mit Salzwassernebel in Kontakt kommen.

Zum Schutz vor Korrosion können die Lager mit einer Beschichtung versehen werten. Als Korrosionsschutzbeschichtungen kommen in der Regel Lacke auf Epoxid- harz-Basis zum Einsatz. Alternativ kann eine Beschichtung durch thermisches Zinkspritzen, also Zinkflammspritzen oder Zinkplasmaspritzen, erfolgen.

Um einen zuverlässigen Korrosionsschutz zu gewährleisten ist es erforderlich, dass die Beschichtung fest am Untergrund haftet. Hierfür ist in der Regel eine Vorberei- tung des Untergrunds Voraussetzung. Eine bekannte Maßnahme zur Erzielung einer guten Haftung einer Beschichtung besteht darin, die zu beschichtende Oberfläche aufzurauen. Das Aufrauen erfolgt in vielen Fällen durch eine Strahlbehandlung der zu beschichtenden Oberfläche. Hierzu werden abrasive Partikel, beispielsweise Korund-Partikel, gegen die zu beschichtende Oberfläche geschleudert. Eine Strahlbe- handlung eines Lagerbauteils birgt allerdings das Risiko, dass verbleibende abrasive Partikel das Lager im Betrieb schädigen bzw. ist mit einem sehr hohen Aufwand für eine möglichst vollständige Entfernung der abrasiven Partikel vom Lagerbauteil verbunden. Selbst ein Abdecken der Funktionsflächen führt bei Entfernen der Abdeckungen zu Rückverschmutzung, da überall lose Partikel anlagern. Auch beim Zinkspritzen entstehen abrasive Partikel in Form von nicht an die Oberfläche gebundenen Metallpartikeln.

Aus der DE102012212688B3 ist ein Verfahren zum Schutz eines Lagerbauteils gegen Korrosion bekannt, das ohne eine Vorbehandlung der zu schützenden Oberflä- chen mit abrasiven Partikeln auskommt. Bei dem bekannten Verfahren werden nacheinander mehreren Grundschichten eines ersten Lacks auf Polyurethan-Basis, dem Zink zugesetzt ist, aufgetragen. Auf die zuletzt aufgetragene Grundschicht wird eine Deckschicht eines zweiten Lacks auf Polyurethan-Basis, dem Eisenglimmer zugesetzt ist, aufgetragen.

Das aus der DE102012212688B3 bekannte Verfahren bietet einen guten Korrosionsschutz und vermeidet zugleich das mit dem Einsatz von abrasiven Partikeln verbundene Risiko einer späteren Schädigung des Lagers. Mitunter wir allerdings ein noch besserer Korrosionsschutz benötigt, als mit dem bekannten Verfahren erzielbar ist. Beispielsweise wird bei Lagern von Windturbinen in maritimer Umgebung teilweise ein störungsfreier Betrieb von bis zu 25 Jahren gefordert. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hoch wirksamen und wirtschaftlichen Korrosionsschutz insbesondere für ein Lagerbauteil zu erzielen und gleichzeitig möglichst zu vermeiden, dass durch die Korrosionsschutzbehandlung Folgeschäden hervorgerufen werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der nebengeordneten An- spräche gelöst.

Das korrosionsschützende Schichtsystem gemäß der Erfindung weist eine Grundschicht, eine Zwischenschicht, eine Deckschicht und eine Versiegelungsschicht auf. Die Grundschicht enthält Polyurethan, Zink und Vinylphosphonsäure oder Silan. Die Zwischenschicht ist auf der Grundschicht ausgebildet und enthält Polyurethan und Zink. Die Deckschicht ist auf der Zwischenschicht ausgebildet und enthält Polyurethan und Eisenglimmer. Die Versiegelung s Schicht ist auf der Deckschicht ausgebildet und enthält Polyurethan. Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie einen hoch wirksamen Korrosionsschutz gewährleistet und mit vertretbarem Aufwand realisierbar ist. Auch unter extrem korrosiven Umweltbedingungen bietet das erfindungsgemäße Schichtsystem über einen langen Zeitraum einen zuverlässigen Korrosionsschutz. Die Grundschicht kann insbesondere Trimethoxysilan enthalten.

Die Grundschicht, die Zwischenschicht, die Deckschicht und die Versiegelungsschicht können hinsichtlich ihrer Polyurethan-Basis identisch ausgebildet sein. Dadurch können Versprödungen, die durch Diffusion von Lackbestandteilen in die jeweilige Nachbarschicht entstehen können und Spannungen, die zu einem Anheben und Abplatzen von Schichten führen können, besonders zuverlässig vermieden werden.

Weiterhin können die Grundschicht, die Zwischenschicht, die Deckschicht und die Versiegelung s Schicht hinsichtlich wenigstens eines Inhaltsstoffs unterschiedlich zueinander ausgebildet sein. Die Zwischenschicht und/oder die Deckschicht können aus mehreren Teilschichten ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Durchtrocknung beim Aufbringen der Zwischenschicht bzw. der Deckschicht verbessert wird. Außerdem wird die Po- rendurchgängigkeit verringert und es werden die inneren Spannungen, die im Extremfall zu einer Schichtablösung führen können, reduziert. Weiterhin kann für die Vernetzung benötigter Wasserdampf leichter eindiffundieren und Reaktionsnebenprodukte und Gase können leichter ausdiffundieren. Die Versiegelungsschicht kann einen Anteil an Pigmenten oder sonstigen Partikeln von maximal 10 Vol aufweisen. Insbesondere kann die Versiegelung s Schicht im Wesentlichen aus Polyurethan-Bindemittel bestehen. Durch einen möglichst geringen Anteil an Partikeln kann die Versiegelung s Schicht besonders glatt ausgebildet werden und weist eine hohe Diffusionsdichtigkeit auf.

Weiterhin kann die Versiegelung s Schicht hydrophob ausgebildet sein.

Das Schichtsystem kann eine Gesamtdicke von wenigstens 300 μπι aufweisen. Insbesondere kann das Schichtsystem eine Gesamtdicke von wenigstens 400 μπι auf- weisen. Weiterhin kann das Schichtsystem eine Gesamtdicke von maximal 600 μπι aufweisen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Lagerbauteil mit einem Oberflächenbereich, der das Korrosionsschützende Schichtsystem aufweist.

Der Oberflächenbereich ist vorzugsweise nicht gestrahlt. Dadurch lässt sich der Herstellungsaufwand reduzieren und das Risiko einer Schädigung eines mit dem Lagerbauteil hergestellten Lagers durch abrasive Partikel reduzieren. Das Lagerbauteil kann als ein Lagerring, insbesondere als ein Innenring oder ein Außenring, insbesondere eines Wälzlagers oder eines Gleitlagers, ausgebildet sein. Außerdem betrifft die Erfindung ein Lager mit dem erfindungsgemäßen Lagerbauteil. Das Lager kann als ein Großlager ausgebildet sein. Insbesondere kann das Lager als eine Komponente einer Windkraftanlage ausgebildet sein.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schutz eines Lagerbauteils vor Korrosion. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Ausbildung einer Grundschicht auf einen Oberflächenbereich des Lagerbauteils ein erster Lack auf Polyurethan-Basis, dem Zink und Vinylphosphonsäure oder Silan zugesetzt sind, auf- getragen. Anschließend wird zur Ausbildung einer Zwischenschicht auf die Grundschicht ein zweiter Lack auf Polyurethan-Basis, dem Zink zugesetzt ist, aufgetragen. Danach wird zur Ausbildung einer Deckschicht auf die Zwischenschicht ein dritter Lack auf Polyurethan-Basis, dem Eisenglimmer zugesetzt ist, aufgetragen. Schließlich wird zur Ausbildung einer Versiegelung sschicht auf die Deckschicht ein vierter Lack auf Polyurethan-Basis aufgetragen.

Der erste, zweite, dritte und vierte Lack kann mittels einer Farbrolle aufgetragen werden oder aufgesprüht werden. Zur Ausbildung der Zwischenschicht kann der zweite Lack und/oder zur Ausbildung der Deckschicht kann der dritte Lack in mehreren Teilschichten aufgetragen werden.

Als erster Lack, als zweiter Lack, als dritter Lack und als vierter Lack kann ein re- aktiv vernetzender Einkomponenten-Lack verwendet werden. Hierunter ist ein reaktiv vernetzender Lack zu verstehen, dessen erste Reaktionskomponente im Lack enthalten ist und dessen zweite Reaktionskomponente in der Umgebung des Lackauftrags verfügbar ist. Der Begriff Einkomponenten-Lack wurde somit im Hinblick auf die Anzahl der im Lack enthaltenen Reaktionskomponenten und nicht im Hin- blick auf die insgesamt an der der Reaktion beteiligten Reaktionskomponenten gewählt. Ein derartiger Lack lässt sich mit sehr wenig Aufwand und ohne Misch- fehlerrisiko verarbeiten. Bei der zweiten Reaktionskomponente kann es sich beispielsweise um Wasserdampf handeln.

Als erster Lack, als zweiter Lack, als dritter Lack und als vierter Lack kann ein feuchtigkeitshärtender Lack verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass das Fortschreiten des Härteprozesses bei bekannter Luftfeuchtigkeit sehr leicht abgeschätzt werden kann.

Der erste Lack und/oder der zweite Lack und/oder der dritte Lack und/oder der vier- te Lack kann mittels einer Rolle aufgetragen werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines beschichteten Lagerbauteils 1. Die Darstellung ist stark vereinfacht und nicht maßstäblich und zeigt lediglich einen Ausschnitt des Lagerbauteils 1. Bei dem Lagerbauteil 1 kann es sich beispielsweise um einen Lagerring eines Wälz- oder Gleitlagers usw. handeln. Insbesondere ist das Lagerbauteil 1 als Komponente eines Groß- lagers einer Windkraftanlage oder einer anderen großen Maschine ausgebildet. Das Lagerbauteil 1 kann aus Stahl, insbesondere aus Wälzlagerstahl, hergestellt sein.

Auf einen Oberflächenbereich 2 des Lagerbauteils 1 ist eine Grundschicht 3 aufgebracht. Der Oberflächenbereich 2 kann sich über die gesamte Oberfläche des La- gerbauteils 1 ausgenommen nicht figürlich dargestellter Lauf- und Gleitbahnen oder lediglich über einen Teilbereich der Oberfläche des Lagerbauteils 1 erstrecken. Die Grundschicht 3 enthält Polyurethan, Zink und Vinylphosphonsäure.

Alternativ zur Vinylphosphonsäure kann die Grundschicht 3 ein Silan, insbesondere Trimethoxysilan, enthalten. Die Vinylphosphonsäure und das Silan wirken als Haftvermittler oder als Haftverstärker. Das Silan bildet molekulare Brücken zwi- sehen organischem Polymer wie beispielsweise Polyurethan und anorganischem Substrat wie beispielsweise Stahl. Die Vinylphosphonsäure lagert sich an anorganischen Oberflächen wie beispielsweise Stahl an und bietet dadurch eine bessere An- bindung von organischem Polymer wie beispielsweise Polyurethan. Insgesamt kann die Grundschicht 3 20 bis 40 Vol Binder enthalten. Die Mengenangaben beziehen sich hier und auch im Folgenden jeweils auf die abgetrocknete Schicht. Der Zinkgehalt kann etwa 60 bis 90 Vol betragen. Weitere partikelförmige Zusatzstoffe sind allenfalls in geringen Mengen in der Grundschicht 3 enthalten. Vorzugsweise enthält die Grundschicht 3 keine weiteren partikelförmigen Zusatzstoffe.

Die Grundschicht 3 kann eine Dicke von 50 μπι aufweisen. Der bevorzugte Bereich der Schichtdicke liegt zwischen 40 μπι und 80 μπι. Wird die Schichtdicke zu gering gewählt, besteht keine ausreichende Haftvermittlung. Auf der Grundschicht 3 ist eine Zwischenschicht 4 angeordnet. Die Zwischenschicht 4 enthält Polyurethan und Zink. Bei der Zwischenschicht 4 kann das gleiche Polyurethansystem wie bei der Grundschicht 3 zum Einsatz kommen. Auch der Zinkgehalt kann analog zur Grundschicht 3 oder etwas höher gewählt werden, wobei aber der Bereich von etwa 60 bis 90 Vol beibehalten wird. Bei erhöhtem Zinkgehalt ist der Binderanteil entsprechend reduziert. Weitere partikelförmige Zusatzstoffe zusätzlich zu Zink sind in der Zwischenschicht 4 allenfalls in geringen Mengen enthalten. Vorzugsweise enthält die Zwischenschicht 4 keine weiteren partikelförmigen Zusatzstoffe. Die Zwischenschicht 4 kann aus mehreren Teilschichten bestehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Zwischenschicht 4 aus drei Teil schichten. Jede Teilschicht kann eine Dicke von ca. 40 μπι bis 80 μπι aufweisen. Somit ergibt sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Dicke der Zwischenschicht 4 von ca. 120 μπι bis ca. 240 μπι. Typischerweise beträgt die Dicke der Zwischenschicht 4 ca. 195 μπι. Die Zwischenschicht 4 ist somit deutlich dicker als die Grundschicht 3. Auf der Zwischenschicht 4 ist eine Deckschicht 5 angeordnet. Die Deckschicht 5 kann Polyurethan und Eisenglimmer aufweisen. Bei der Deckschicht 5 kann das gleiche Polyurethansystem wie bei der Grundschicht 3 zum Einsatz kommen. Der Eisenglimmergehalt kann etwa 60 bis 90 Vol betragen. Der Binderanteil kann bis maximal 40 Vol betragen. Weitere partikelförmige Zusatzstoffe zusätzlich zu Eisenglimmer sind in der Deckschicht 5 allenfalls in geringen Mengen enthalten. Vorzugsweise enthält die Deckschicht 5 keine weiteren partikelförmigen Zusatzstoffe. Die Deckschicht 5 kann aus mehreren Teilschichten bestehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Deckschicht 5 aus zwei Teilschichten. Jede Teil- Schicht kann eine Dicke von ca. 60 μπι bis 90 μπι aufweisen. Somit ergibt sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Dicke der Deckschicht 5 von ca. 120 μπι bis ca. 180 μπι. Typischerweise beträgt die Dicke der Deckschicht 5 ca. 160 μπι.

Auf der Deckschicht 5 ist eine Versiegelung s Schicht 6 aus Polyurethan angeordnet. Bei der Versiegelungsschicht 6 kann das gleiche Polyurethansystem wie bei der Grundschicht 3 zum Einsatz kommen. Pigmente oder sonstige partikelförmige Zusatzstoffe sind in der Versiegelung s Schicht 6 allenfalls in geringen Mengen, insbesondere mit einem Anteil von insgesamt weniger als 10 Vol , vorhanden. Vorzugsweise enthält die Versiegelung s Schicht 6 keine Pigmente oder sonstige partikel- förmige Zusatzstoffe. Demgemäß kann der Binderanteil bis zu 100 Vol betragen. Die Versiegelungsschicht 6 kann eine Dicke von ca. 30 μπι bis ca. 70 μπι, vorzugsweise 40 μπι bis 60 μπι, aufweisen. Typischerweise beträgt die Dicke der Versiegelungsschicht 6 ca. 50 μπι. Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, dass sich die einzelnen Schichten insbesondere auch hinsichtlich des Binderanteils unterscheiden. Der Binder wirkt wie ein Klebstoff und sorgt für den inneren Zusammenhalt der Schichten und für die Haftung der Schichten am jeweiligen Untergrund. Ein hoher Binderanteil ergibt tendenziell einen hohen Zusammenhalt und eine gute Haftung. Ein niedriger Bin- deranteil ergibt tendenziell einen niedrigen Zusammenhalt und eine weniger gute Haftung. Andererseits lässt ein hoher Binderanteil aber lediglich einen entsprechend geringen Anteil an funktionalen Partikeln wie Zink oder Eisenglimmer zu, so dass die Eigenschaften dieser Partikel nur eingeschränkt oder gar nicht wirksam werden können. Aus diesem Zusammenspiel ergibt sich der Vergleichsweise hohe Binderanteil der Grundschicht 3, da für die Grundschicht 3 eine gute Haftung am Lagerbauteil 2 wichtig ist. Die Zwischenschicht 4 kann einen geringeren Binderanteil aufweisen als die Grundschicht 3, da sie auf die Grundschicht 3 aufgebracht ist und daher von Vorneherein günstigere Bedingungen für die Haftung vorfindet als die Grundschicht 3. Entsprechend ist in der Zwischenschicht 4 mehr Zink vorhanden als in der

Grundschicht 3. Bei der Deckschicht 5 ist ein ausreichend hoher Anteil an Eisenglimmer wichtig, um mit den Eisenglimmer-Plättchen eine möglichst dichte Schicht auszubilden. Entsprechend wird der Binderanteil in der Deckschicht 5 reduziert. Die Versiegelungsschicht 6 soll einen hohen Zusammenhalt und eine hohe Elastizi- tät aufweisen, um einen zuverlässigen und dauerhaften Schutz auszubilden. Dies korreliert mit einem hohen Binderanteil und einem allenfalls geringen Anteil an Zusatzstoffen wie Pigmenten, welche die Elastizität der Versiegelung s Schicht 6 herabsetzen würden. Das in Figur 1 dargestellte Schichtsystem stellt einen sehr wirksamen Korrosionsschutz dar. Es lässt sich damit auf geschliffenen und ungestrahlten Oberflächen die Stufe C5MH nach DIN EN ISO 12944-2:2000 erreichen. Dabei handelt es sich um die derzeit schwerste Anforderungsklasse an Lacksysteme im Luftbereich, wobei die einzelnen Symbole der Kennung folgende Bedeutung haben: Der Buchstabe C gibt an, dass es sich um atmosphärische Umgebungsbedingungen handelt, d.h. nicht untergetaucht und nicht im Erdreich. Die Ziffer 5 bezeichnet die höchste atmosphärische Korrosivitätsklasse. Der Folgebuchstabe M gibt an, dass es sich um die höchste atmosphärische Korrosivitätsklasse unter maritimen Bedingungen handelt, d.h. Küsten- und Offshore-Bereich mit hoher Salzbelastung. In dieser Klasse gibt es wiederum die Unterteilungen L, M, H je nach der Anzahl Jahre, in denen die Be- schichtung unter den spezifizierten Rahmenbedingungen standhält. Der Buchstabe H bezeichnet dabei die höchste Klasse (H=high) mit einer Schutzdauer grösser 15 Jahre.

Lacksysteme müssen, um solchen extremen Anforderungen zu entsprechen, übli- cherweise mit hoher Dicke aufgetragen werden. Diese hohe Dicke führt jedoch zu Folgeproblemen wie Haftungsverlust, Versprödung oder Rissbildung. Dabei wird oftmals insbesondere die Anbindung der Grundschicht 3 an das metallische Substrat trotz Sandstrahl Vorbehandlung durch die hohe aufliegende Schichtdicke und ihre inneren Spannungen überlastet. Zu geringe Schichtdicken hingegen sind nicht aus- reichend diffusionsdicht.

Zwischen dem Erreichen von beispielsweise C4-Klassen oder C5L (2 bis 5 Jahre) und der höchsten Klasse C5H (>15 Jahre) liegt ein sehr großer Anforderungsunterschied.

Das hier beschriebene Schichtsystem erreicht C5-M-H selbst auf geschliffenen un- gestrahlten Stahloberflächen. Dabei handelt es sich um ein bisher unübliches Resultat. Dieses Resultat beruht einerseits auf einer sehr hohen Haftwirkung und Spannungsausgleichsfähigkeit der Grundschicht 3. Wichtige Beiträge zur Erzielung dieses Resultats liefern zudem die opferanodische Zwischenschicht 4, die Deckschicht 5, welche die Zwischenschicht 4 schützt und die Versiegelung s Schicht 6, welche die Deckschicht 5 versiegelt.

Im Einzelnen ergibt sich der extrem gute Korrosionsschutz des erfindungsgemäßen Schichtsystems auf folgende Weise:

Die Versiegelungsschicht 6, die sehr glatt und hydrophob ausgebildet ist, schirmt jeglichen Umwelteinfluss ab und stellt Diffusionsdichtigkeit her. Bei Überwinden dieser Barriere wirkt die Deckschicht 5 als eine weitere Barriere. Die Deckschicht 5 weist ein durch überlappende Platten panzerartig ausgebildetes Eisenglimmersystem auf, das wegen der hohen Härte des Eisenglimmers insbesondere auch mechanisch sehr stabil ist. Außerdem wird durch die plättchenartige Form des Eisenglimmers eine hohe Diffusionsdichtigkeit erreicht, so dass kaum Wasserdampf bis zur Zwi- schenschicht 4 und insbesondere zu den darin enthaltenen Zink-Partikeln vordringen kann. Erst nach Überwinden dieser weiteren Barriere kommt die anodische Schutzwirkung des Zinks in der Zwischenschicht 4 zum Tragen, d.h. das Zink wird in einem sehr späten Stadium überhaupt erst genutzt, die vorherigen Barrieren basieren auf einer Abschirmung vor schädlichen Umwelteinflüssen. Die Grundschicht 3 sorgt für eine extrem gute Haftung des Schichtsystems an der Oberfläche des Lagerbauteils 1 und für eine Unterwanderungs- und Abschälhemmung. Außerdem weist die Grundschicht 3 eine hohe Tragfähigkeit und Elastizität auf.

Das erfindungsgemäße Schichtsystem weist durch die besondere Zusammensetzung und die Kombination der Einzelschichten eine im Verhältnis zur hohen Klassifikation eher unterdurchschnittliche Gesamtdicke auf und besitzt hohe Leistungsreserven auch bei partieller Beschädigung und mechanischer oder chemischer Einwirkung. Zur Ausbildung des in Figur 1 dargestellten oder eines ähnlichen Schichtsystems kann folgendermaßen vorgegangen werden:

Das Lagerbauteil 1, dessen Oberfläche in der Regel geschliffen ist, wird gereinigt und dadurch im Oberflächenbereich 2, in dem die Beschichtung erfolgen soll akti- viert. Dies kann beispielsweise durch eine Behandlung zunächst mit Spiritus und dann mit Aceton erfolgen. Insbesondere sollte eine Aktivierung auf eine Oberflä- chenenergie von über 72 mN/m erfolgen. Weder vor noch nach der Aktivierung wird das Lagerbauteil 1 mit abrasiven Partikeln gestrahlt und dadurch aufgeraut. Anders als beispielsweise Epoxidharzlack haftet Polyurethan bei erhöhtem Binder- anteil auch auf ungestrahlten Stahloberflächen sehr gut, falls die Schichtdicke geeignet gewählt wird. Bei einer Haftfestigkeitsprüfung nach DIN EN ISO 4624 beträgt der Abreißwert auf einer geschliffenen, nicht gestrahlten Stahloberfläche typisch 17-20 MPa, wobei der Bruch beim Abreißen innerhalb der Beschichtung auftritt.

Auf dem aktivierten Oberflächenbereich 2 wird durch einen Lackauftrag beispiels- weise mittels einer Farbrolle die Grundschicht 3 ausgebildet. Hierzu werden einem feuchtigkeitshärtenden Einkomponenten-Lack auf Polyurethan-Basis zuvor Zink- Partikel und Vinylphosphonsäure oder Silan zugemischt. Ein derartiger Lack ist leicht und gleichmäßig auftragbar, schnell trocknend, hochhaftfest und chemisch wie auch mechanisch stabil sowie trotz Elastizität durch die Füllstoffe wenig kompressibel. Die Dicke des Lackauftrags wird ca. 40 % größer gewählt als die letztendlich gewünschte

Schichtdicke, da bei der Trocknung und Aushärtung der aufgetragenen Lackschicht deren Dicke entsprechend abnimmt. Dies gilt auch für die im Folgenden beschriebene Ausbildung der weiteren Schichten. Der Einkomponenten-Lack kann folgende Zusammengesetzt aufweisen:

Der Lack enthält einen Lösemittelanteil (z. B. Naphta) von 20 Vol% bis 40 Vol%, insbesondere 30 Vol%. Nach Abzug des Lösemittelanteils setzt sich der verbleibende Trockenanteil folgendermaßen zusammen, wobei als Bezugsgröße für die Prozentzahlen der gesamte Trockenanteil zugrunde gelegt wird:

- 20-40 Vol%, insbesondere 30 Vol%, einkomponentiges feuchtigkeitshärtendes Po- lyurethan (Basis aromatisches Polyisocyanat),

- 50-90 Vol% Zink,

- bis zu 10 Vol% Additive (fest oder flüssig); hiervon beispielsweise 0,5-4 Vol% Silan oder 0,5-4 Vol% Vinylphosphonsäure. Der Zusatz von Vinylphosphonsäure oder Silan ist erforderlich, um die Haftfestigkeit und Elastizität der Grundschicht 3 hinreichend anzuheben, so dass insgesamt ein sehr massives Schichtsystem möglich ist. Alternativ zum Auftrag mit der Färb- rolle besteht die Möglichkeit, eine Lackierung mit einer Sprühpistole durchzuführen. Anstelle des Einkomponenten-Lacks kann ein Zweikomponenten-Lack auf Polyurethanbasis verwendet werden. Dies gilt auch für die im Folgenden beschriebene Ausbildung der weiteren Schichten. Dabei wird man in der Regel entweder für alle Schichten einen Einkomponenten-Lack oder für alle Schichten einen Zweikomponenten-Lack verwenden.

Die Grundschicht 3 wird in einem einzigen Arbeitsgang aufgetragen und weist somit lediglich eine Teilschicht auf. Das Aushärten des Lacks erfolgt über eine Ver- netzung von funktionalen Enden (Isocyanat) des Polyurethan- Systems.

Nach einem ausreichenden Ablüften, während dessen ein großer Teil des bei der Trocknungsreaktion gebildeten Kohlendioxids aus der Grundschicht 3 entweicht, wird auf der Grundschicht 3 die Zwischenschicht 4 ausgebildet. Der hierfür erfor- derliche Lackauftrag kann wiederum mittels Farbrolle oder mittels Sprühpistole erfolgen. Als Lack kann ein Feuchtigkeitshärtender Einkomponenten-Lack auf Polyurethanbasis zum Einsatz kommen, dem Zink-Partikel zugesetzt sind. Es kann im Wesentlichen die gleiche Lackzusammensetzung wie für die Ausbildung der Grundschicht 3 verwendet werden. Lediglich der Zinkanteil kann im Vergleich et- was höher gewählt werden, liegt aber wiederum im Bereich von 50-90 Vol%. Analog zur Grundschicht 3 kann auch für die Zwischenschicht 4 alternativ ein Zweikomponenten-Lack auf Polyurethanbasis verwendet werden.

Die Zwischenschicht 4 kann in mehreren Arbeitsgängen aufgetragen werden. Insbe- sondere kann die Zwischenschicht 4 aus drei Teilschichten ausgebildet werden, wobei jeweils vor dem Auftragen der nächsten Teilschicht auf ein ausreichendes Ablüften geachtet wird, um Blasenbildung zu vermeiden. Durch das Auftragen mehrere Teilschichten wird im Vergleich zur Ausbildung der Zwischenschicht 4 in einem einzigen Arbeitsgang die Durchtrocknung beim Aufbringen der Zwischenschicht 4 verbessert. Außerdem wird die Porendurchgängigkeit verringert und es werden die inneren Spannungen, die im Extremfall zu einer Schichtablösung führen können, reduziert. Dies beruht insbesondere darauf, dass beim Trocknen der Teilschichten entstehendes Kohlendioxid und Lösemittel aus einem dünnen Schichtauftrag besser entweichen können als aus einem dicken Schichtauftrag. Bei Verwendung eines Einkomponenten-Lacks auf Polyurethanbasis kann zudem Wasserdampf für die Vernetzung leichter eindiffundieren.

Als nächstes wird die Deckschicht 5 auf die oberste Lage der Zwischenschicht 4 aufgetragen. Auch hier wird zunächst abgewartet, bis die Zwischenschicht 4 ausreichend abgelüftet ist. Dem für die Ausbildung der Deckschicht 5 vorgesehen Lack wird anstelle von Zink Eisenglimmer in Plättchenform zugemischt. Dabei kann für die Deckschicht 5 als Ausgangsstoff der identische Lack - jedoch ohne Zink - wie bei der Herstellung der Zwischenschicht 4 verwendet werden, d. h. die Lacke können hinsichtlich ihrer Polyurethan-Basis identisch ausgebildet sein. Dies garantiert eine gute Verträglichkeit der Deckschicht 5 mit der Zwischenschicht 4 und vermei- det unerwünschte Reaktionen, die zu einer Schädigung der Deckschicht 5 oder der Zwischenschicht 4 führen könnten. Insbesondere kann eine zur Grundschicht 3 analoge Lackzusammensetzung gewählt werden, die anstelle von Zink Eisenglimmer enthält. Demgemäß kann der Lack 60-90 Vol% Eisenglimmer im Trockenanteil enthalten. Die Deckschicht 5 kann beispielsweise mit der Farbrolle oder der Sprühpistole aufgetragen werden.

In analoger Weise wie für die Zwischenschicht 4 beschrieben wird die Deckschicht 5 in mehreren Arbeitsgängen aufgetragen, d. h. es werden mehrere Teilschichten ausgebildet. Insbesondere werden zwei Teilschichten ausgebildet, wobei vor Aus- bildung der zweiten Teilschicht auf ausreichendes Ablüften der ersten Teilschicht geachtet wird.

Auf die Zwischenschicht 4 wird schließlich noch die Versiegelung s Schicht 6 aufgebracht, wobei auch hier zunächst ein ausreichendes Ablüften der Zwischenschicht 4 abgewartet wird. Der Auftrag kann wiederum mittels Farbrolle oder mittels

Sprühpistole erfolgen. Als Lack kann ein feuchtigkeitshärtender Einkomponenten- Lack auf Polyurethanbasis zum Einsatz kommen, der lediglich einen geringen Anteil an Pigmenten oder sonstigen Partikeln oder keine Pigmente oder sonstige Partikel enthält. Die Versiegelungsschicht 6 wird in einem Arbeitsgang ausgebildet und weist somit lediglich eine Teilschicht auf.

Nach dem Aushärten sämtlicher Schichten schützt das Schichtsystem das Lagerbauteil 1 sehr wirksam und über einen Jahrzehnte langen Zeitraum vor Korrosion.

Wenn sämtliche Schichten auf derselben Polyurethan-Basis beruhen, können Ver- sprödungen, die durch Diffusion von Lackbestandteilen in die jeweilige Nachbarschicht entstehen können und Spannungen, die zu einem Anheben und Abplatzen von Schichten führen können, besonders zuverlässig vermieden werden.

Bezugszeichen

1 Lagerbauteil

2 Oberflächenbereich

3 Grundschicht 4 Zwischenschicht

5 Deckschicht

6 Versiegelung s schicht