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Patent Searching and Data


Title:
OBJECT HAVING A SURFACE STRUCTURE WITH A COATING OR FOR RECEIVING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/079715
Kind Code:
A2
Abstract:
There is provided an object (10, 110) having a surface structure (14) which is configured for improved adhesion of a coating (12). The surface structure (14) has webs (16, 160) and grooves (18a,b; 180) which are arranged in a row. A web has a top face (20, 200) which is inclined in a single direction. The top faces (20, 200) of the webs (16, 160) are inclined in the same direction, specifically in row direction (R). A web (16, 160) further has a first face (24) which is oriented in row direction (R), and a second face (32) which is oriented in the opposite direction to row direction (R). The first face (24) and the second face (32) are transverse to the row direciton (R). The design of the webs (16, 160) and grooves (18a,b; 180) makes it possible for the surface structure (14) to be very well back-filled with coating material, and the surface structure (14) imparts very good adhesive strength to the coating (12, 120). A tool (50) according to the invention for producing a surface structure (14) and a production method are also specified.

Inventors:
ROTH WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/073503
Publication Date:
May 30, 2014
Filing Date:
November 11, 2013
Export Citation:
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Assignee:
HELLER GEB GMBH MASCHF (DE)
International Classes:
B23B41/12; B23P9/00
Foreign References:
DE102009028040A12011-02-10
DE102008024313A12009-12-03
EP1832385A12007-09-12
Attorney, Agent or Firm:
RÜGER, BARTHELT & ABEL (DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Gegenstand (10) mit einer Oberflächenstruktur (14) mit einer Beschichtung (12) oder zur Aufnahme einer solchen, wobei die Oberflächenstruktur (14) aufweist:

In einer Reihe abwechselnd angeordnete Stege (16) und Nuten (18a, b), wobei durch die Reihe eine Richtung (R) festgelegt ist, wobei wenigstens ein Steg (16) aufweist: eine Deckfläche (20), die in einem in Reihenrich¬ tung (R) geöffneten Anstellwinkel (OC) gegenüber der Reihenrichtung (R) schräggestellt ist, jeweils eine in Reihenrichtung (R) weisende erste Fläche (24) und eine entgegen der Reihenrichtung (R) weisende zweite Fläche (32), eine Rippe (26), die unter Ausbildung einer Einbuchtung (28) über die erste Fläche (24) in die be¬ nachbarte Nut (18a) hervorsteht, wobei die Einbuchtung (28) quer zu der Reihenrichtung (R) eine Hinterschnei- dung (30) bildet.

2. Gegenstand (10) mit einer Oberflächenstruktur (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nu¬ ten (18) jeweils einen Nutboden (38) aufweisen, wobei die Nutböden (38) auf einer gedachten, parallel zu der Reihenlängsrichtung (R) verlaufenden Linie (L) liegen, und dass die Deckfläche (20) an dem Steg (16), gemes¬ sen an der ersten Fläche (24), einen ersten Abstand (hl) zu der Linie (L) und, gemessen an der zweiten Fläche (32), eine zweiten Abstand (h2) aufweist, wobei der erste Abstand (hl) größer ist als der zweite Ab¬ stand (h2 ) .

3. Gegenstand (10) mit einer Oberflächenstruktur (14) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (20) an der Rippe (26), im Bereich der Ein¬ buchtung (28) im Abstand zu der ersten Fläche (24) gemessen, einen dritten Abstand (h3) von der Linie (L) aufweist, der größer ist als der erste Abstand (hl) und/oder der zweite Abstand (h2) .

4. Gegenstand (10) mit einer Oberflächenstruktur (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (18) jeweils einen in Reihenrichtung (R) geraden Nutboden (38) aufweisen, wodurch jeweils zwei Stege (16) voneinander in Bezug auf die Reihenrichtung (R) durch den Nutboden (38) beabstandet sind.

5. Gegenstand (10) mit einer Oberflächenstruktur (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die zweite Fläche (32) quer zu der Reihenrichtung (R) steht und dass die Deckfläche (20) und die zweite Fläche (32) miteinander einen stumpfen Winkel ( ß ) einschließen, wodurch an dem Übergang (40) zwischen der zweiten Fläche (32) und der Deckfläche (20) ein Knick oder eine Biegung ausgebildet ist.

6. Gegenstand (10) mit einer Oberflächenstruktur (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (20) des Stegs (16) aufgeraut ist.

7. Gegenstand (10) mit einer Oberflächenstruktur (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (36) der ers¬ ten und/oder der zweiten Fläche des Stegs (16) und ei¬ nem Nutboden (38) einer angrenzenden Nut (18) abgerundet ist.

8. Gegenstand (10) mit einer Oberflächenstruktur (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (10) eine Zylinder¬ mantelfläche (ZM) aufweist und die Stege (16) und Nu¬ ten (18) einer Schraubenlinie (SL) folgen.

9. Werkzeug (50) zur Herstellung einer Oberflächenstruktur auf einer Oberfläche eines Gegenstands zur Aufnah¬ me einer Beschichtung, wobei für das Werkzeug ein Zwischenraumabstand (z) festgelegt ist, und in einer Rei¬ he, durch die eine Reihenrichtung des Werkzeugs (RW) festgelegt ist, aufweist:

Einen Zerspanungsabschnitt (52) mit einem Schneidzahn (54), der eine Stirnkante (56) mit einem längs der Reihenrichtung (RW) verlaufenden Stirnkantenabschnitt (57) aufweist, wobei der Schneidzahn (54) eine in Reihenrichtung (RW) gemessene Schneidzahnbrei¬ te (s) und eine Schneidzahnmitte (MS), aufweist, wobei durch die Summe der Schneidzahnbreite (s) und dem Zwi¬ schenraumabstand (z) eine Teilung (T) festgelegt ist, einen Umformungsabschnitt (53) mit einer Umform¬ kufe (58) mit einer Umformfläche (66), wobei die Um¬ formfläche (66) aufweist: o einen ersten Umformflächenansatz (64) der Umformfläche (66), der in einem Ansatzbereich (62) entlang der Reihenrichtung (RW) am Werkzeug (50) angeordnet ist, wobei die Mitte des Ansatz¬ bereichs (MB) mit einem ganzzahligen Vielfachen (n) der Teilung (T) von der Schneidzahnmitte (MS) beabstandet ist und der Ansatzbereich (62) eine der Schneidzahnbreite (s) entsprechende Ansatzbe¬ reichsbreite (b) entlang der Reihenrichtung (RW) aufweist , o einen zweiten Umformflächenansatz (68), der entlang der Reihenrichtung (RW) außerhalb des Ansatzbereichs (62) angeordnet ist, wobei die Umformfläche (66) von dem ersten Umformflä¬ chenansatz (64) bis zum zweiten Umformflächenansatz (68) schräggestellt ist, wobei der erste Umformflä¬ chenansatz (64) eine erste Eingrifftiefe (70) auf¬ weist, die größer ist als die zweite Eingrifftiefe (72) des zweiten Umformflächenansatzes (68).

Werkzeug (50) zur Herstellung einer Oberflächenstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerspanungsabschnitt (52) mehrere Schneidzähne (54) aufweist, die durch den Zwischenraumabstand (z) vonei¬ nander beabstandet sind.

Werkzeug (50) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Umformflächenansatz (64) und der zweite Umformflächenansatz (68) entlang der Rei- henrichtung (RW) wenigstens einen dem Zwischenraumab¬ stand (z) entsprechenden Abstand aufweisen.

12. Werkzeug zur Herstellung einer Oberflächenstruktur

nach einem der Ansprüche 9 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Umformkufe (58) eine Fein- strukturierungsoberfläche (76) aufweist.

13. Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenstruktur eines Gegenstands zur Aufnahme einer Beschichtung, wo¬ bei das Verfahren aufweist:

Einbringen (100) von in einer Reihe in einer Reihenrichtung (R) angeordneten Nuten (180) in eine Oberfläche (111) unter Ausbildung von Stegen (160) zwischen den Nuten (180), die durch die Nuten (180) voneinander beabstandet sind, wobei jeder Steg (160) zunächst eine längs zu der Reihenrichtung (R) verlaufend orientierte Deckfläche (200) aufweist,

Umformen (102) oberer Stegabschnitte (SO) eines oder mehrerer Stege (160) unter Materialverschiebung in eine benachbarte Nut (180) zur Ausbildung einer Hinter- schneidung (130), wobei die Deckflächen (200) in einem entweder in oder entgegen der Reihenrichtung geöffneten Anstellwinkel (OC) gegenüber der Reihenrichtung (R) schräggestellt werden, wobei das Material in Richtung der Anstellwinkelöffnung verschoben wird.

14. Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenstruktur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nu¬ ten (180) mittels mindestens eines Schneidzahns durch eine in einer zylindermantelflächigen Oberfläche aus- gebildeten Nutwendel unter Ausbildung einer Stegwendel (160) gebildet werden, und dass die Deckfläche (200) der Stegwendel (160) in einem entweder in oder entgegen der Axialrichtung geöffneten Anstellwinkel (OC) gegenüber der Zylindermantelachse (ZA) mit einer Umformkufe umformend abge¬ schrägt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 14, wobei die abgeschrägten Deckflächen (200) aufgeraut werden.

Description:
Gegenstand mit einer Oberflächenstruktur mit einer Beschichtung oder zur Aufnahme einer solchen

Die Erfindung betrifft einen Gegenstand mit einer ver ¬ besserten Oberflächenstruktur mit einer Beschichtung oder zur Aufnahme einer solchen, ein Werkzeug zur Herstellung einer Oberflächenstruktur auf einer Oberfläche eines Gegenstands zur Aufnahme einer Beschichtung und außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenstruktur eines Gegenstands zur Aufnahme einer Beschichtung.

Wird ein Gegenstand mit einer Beschichtung versehen, wobei die Beschichtung beispielsweise aus einem anderen Ma ¬ terial bestehen kann, als das Grundmaterial des Gegen ¬ stands, dann können Eigenschaften des Grundmaterials und des Beschichtungsmaterials in vorteilhafter Weise kombi ¬ niert werden. Beispielsweise werden Zylinderlaufflächen hergestellt, die aus einer Stahlbeschichtung einer Zylinderbohrung in einem aus Aluminium hergestellten Grundkörper bestehen. Die so hergestellten Zylinderlaufflächen sind verschleißbeständig, gleichzeitig ist der Grundkörper aus Aluminium aber leicht und weist eine gute Wärmeleitfähigkeit auf.

Die Beschichtung kann durch Aufspritzen des Beschichtungsmaterials auf den Grundkörper hergestellt werden. Bei ¬ spielsweise kann zur Beschichtung von Zylinderbohrungen das Lichtbogen-Drahtspritzen als thermisches Spritzverfahren eingesetzt werden. Im Motorbau werden hohe Anforderungen an die Festigkeit und LangzeitStabilität der Haftverbindungen gestellt. Um eine hohe Haftung zu erreichen, wird die zu beschichtende Oberfläche beispielsweise durch Strahlen mit einem Wasser-Hochdruckstrahl mit oder ohne Feinpartikeln aufgeraut. Einen noch haftbeständigeren Grund liefern vorkonditionierte Oberflächen mit Stegen und Nuten, in denen die hervorstehenden Stege Hinterschnitte ausbilden, in denen sich die Beschichtung besonders gut verhakt.

Ein Werkzeug zur Herstellung einer solchen Oberflächenstruktur zum Aufbringen von Beschichtungen wird beispielsweise in der DE 10 2009 028 040 AI offenbart. Durch ein spanendes Strukturierungswerkzeug werden zunächst Stege und Nuten ausgebildet, durch eine V-förmige Umformkufe teilweise außerdem mittig eingedrückt und schließlich durch Drücken eingeebnet, wodurch ein Teil des hervorstehenden Stegmaterials in eine oder beide benachbarten Nuten eines Stegs geschoben wird und auf diese Weise Hinterschnitte ausgebildet werden. Die dargestellten Oberflächenstrukturen weisen jedoch teilweise Abschattungen der Nuten durch das die Hinterschneidungen bildende Material auf, die im Sprüh ¬ verfahren zu einer unvollständigen Befüllung der Nuten führen können.

Im Vorkonditionierungsverfahren der DE 10 2008 024 313 wird zunächst spanend eine prismatische oder wellenartige Vorform erzeugt. In einem weiteren Verfahrensschritt können die dreieckigen oder runden Stege unter Ausbildung jeweils zweier Hinterschneidungen gespalten oder eben gedrückt werden. Die gezackte oder sinusartige Vorform kann auch durch seitliches Verformen in eine Sägezahn- oder Wellenstruktur umgeformt werden, bei der jeder Steg eine einseitge Hinter- schneidung aufweist. Auf diese Weise entsteht eine asymmet ¬ rische Oberflächenstruktur, deren einseitige Hinterschnei ¬ dungen gegen Zugkräfte aus bestimmten Winkeln relativ zur Oberfläche eingeschränkt wirksam ist. Die EP 1 832 385 AI stellt ein Oberflächenvorberei ¬ tungsverfahren dar, in dem eine prismatische Struktur in die Innenoberfläche einer Zylinderbohrung eingebracht wird, wobei die Spitzen der im Querschnitt dreieckigen Stege unter Ausbildung mehrerer kleinerer Spitzen spanend bearbeitet werden. Auf diese Weise entstehen keine Hinterschnei- dungen .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Konzept zur Schaffung einer Oberflächenstruktur mit einer Beschichtung oder zur Aufnahme einer solchen bereitzustellen .

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Gegenstand nach Anspruch 1, einem Werkzeug nach Anspruch 9 und einem Verfahren nach Anspruch 13 gelöst.

Der erfindungsgemäße Gegenstand, bei dem es sich vor ¬ zugsweise um einen Gegenstand aus Metall handelt, weist ei ¬ ne Oberflächenstruktur mit einer Beschichtung auf oder ist zur Aufnahme einer solchen eingerichtet. Vorzugsweise han ¬ delt es sich bei der Beschichtung um eine Metallbeschich- tung. Die Oberflächenstruktur weist abwechselnd angeordnete Stege und Nuten auf, die die Grobstruktur der Oberfläche bilden. Die abwechselnd nebeneinander angeordneten Stege und Nuten bilden eine Reihe, durch die eine Reihenrichtung festgelegt ist. Die Nuten sind bei vorhandener Beschichtung vorzugsweise vollständig gefüllt oder sind bei nicht vor ¬ handener Beschichtung zur Aufnahme von Beschichtungsmateri- al eingerichtet. Wenigstens ein Steg weist eine Deckfläche auf, die in einem in einer Reihenrichtung geöffneten Anstellwinkel CC gegenüber der Reihenrichtung schräg gestellt ist. Die Deckflächen von mehreren vorhandenen Stegen sind vorzugsweise alle in der gleichen Richtung schräg ange- stellt. Es ist zweckmäßig, aber nicht notwendig, dass die Beträge der Anstellwinkel der Deckflächen der Stege einander gleichen. Im Querschnitt ist die Deckfläche vorzugswei ¬ se grade. Sie kann aber auch gewölbt, vorzugsweise höchs ¬ tens leicht gewölbt, abschnittsweise gewölbt und gerade, oder z.B. mittig geknickt sein. Ein Deckflächenabschnitt kann längs der Reihenrichtung, also insbesondere parallel zur Reihenrichtung verlaufen. Beispielsweise kann ein Deckflächenabschnitt, der in einem Bereich der Deckfläche bei (bzw., quer zur Reihenrichtung gesehen, neben) der ersten Fläche angeordnet ist, längs der Reihenrichtung verlaufen. Insgesamt ist die Deckfläche wenigstens eines Steges gegen ¬ über der Reihenrichtung schief gestellt und fällt insgesamt nach hinten entgegen der Reihenrichtung ab. Durch die schräg gestellte Deckfläche erhält ein Steg einen asymmet ¬ rischen Querschnitt.

Der Steg weist ferner eine in Reihenrichtung weisende erste Fläche und eine entgegen der Reihenrichtung weisende zweite Fläche auf. Stegmaterial steht in Form einer Rippe über die erste Fläche in die in Reihenrichtung benachbarte Nut hervor. Durch die Einbuchtung durch die in die benachbarte Nut hervorstehende Rippe ist eine Hinterschneidung geschaffen. Diese Hinterschneidung wirkt insbesondere quer zur Reihenrichtung und auch entgegen der Reihenrichtung. Durch die vorzugsweise mehreren im Querschnitt asymmetri ¬ schen Stege wird eine gute Hinterfüllbarkeit bei gleichzei ¬ tiger hoher Haftfestigkeit erreicht. Die Haftfestigkeit wird außerdem durch die durch die Rippe ausgebildete Hin ¬ terschneidung gefördert. Durch die zweite Fläche wird eine Sperre geschaffen, die wie eine zweite Hinterschneidung wirkt und die Haftfestigkeit einer Beschichtung unter ¬ stützt. Die zweite Fläche wirkt insbesondere gegen Zugkräf ¬ te aus Richtungen sperrend, gegen die die Hinterschneidung bei der ersten Fläche nicht oder nur eingeschränkt wirksam ist. Durch die schräg angestellten Stege ist außerdem ent ¬ lang der Reihenrichtung eine vergleichmäßigte Elastizität (gemessen senkrecht zur Beschichtung) der beschichteten Oberfläche geschaffen.

Die in Reihenrichtung weisende erste Fläche und die entgegen der Reihenrichtung weisende zweite Fläche des we ¬ nigstens einen Stegs sind vorzugsweise grade und stehen vorzugsweise quer zur Reihenrichtung. Bei einer Ausführung auf einer Zylindermantelfläche, wobei die Zylinderachse und die Reihenrichtung mit Versatz zueinander parallel oder antiparallel verlaufen, stehen die ersten und zweiten Flächen vorzugsweise radial, quer zur Reihenrichtung. Eine erste oder zweite Fläche kann jedoch auch leicht gewölbt sein o- der beispielsweise eine Feinstruktur, beispielsweise eine wellenartige Feinstruktur, aufweisen oder aufgeraut sein. Die erste Fläche weist vorzugsweise einen in Bezug auf die Reihenrichtung konvexen runden Einbuchtungsübergang zur Rippe auf. Ein vorhandener konvexer Einbuchtungsübergang kann jedoch auch einen Knick aufweisen. Durch die zweite Fläche ist eine Sperre geschaffen, die vorzugsweise insbe ¬ sondere solchen Zugkräften entgegenwirkt, die eine Kompo ¬ nente in Reihenrichtung aufweisen und nicht durch die Hin- terschneidung durch die Einbuchtung bei der ersten Fläche gesperrt werden. Insbesondere ist durch die zweite Fläche eine Hinterschneidung gegen solche Zugkräfte geschaffen, die eine Richtungskomponente parallel zur Deckfläche auf ¬ weisen .

Vorzugsweise weisen die Nuten jeweils einen Boden auf und die Böden liegen auf einer gedachten, parallel zu der Reihenlängsrichtung verlaufenden Linie. Eine Deckfläche und die Linie können einen ersten Deckflächenabstand hl aufwei ¬ sen, der an der ersten Fläche, d.h. bei einer Position entlang der Reihenrichtung bei der die erste Fläche, gemessen wird. An der zweiten Fläche gemessen, d.h. entlang der Reihenrichtung in Höhe der zweiten Fläche des Stegs gemessen, kann die Deckfläche und die Linie in einem zweiten Deckflä- chenabstand beabstandet sein, wobei der erste Deckflächen- abstand vorzugsweise größer als der zweite Deckflächenab- stand ist. Die Deckfläche kann einen dritten Deckflächenab- stand von der Linie aufweisen, wobei der dritte Deckflä- chenabstand im Bereich der Einbuchtung im Abstand zu der ersten Fläche, d.h. entlang der Reihenrichtung in Höhe der Einbuchtung mit Abstand zu der ersten Fläche gemessen ist, wobei der dritte Deckflächenabstand größer als der erste Deckflächenabstand und/oder der zweite Deckflächenabstand sein kann.

Vorzugsweise weisen die Nuten jeweils einen in Reihenrichtung geraden Boden auf. Unabhängig von der konkreten Form des Nutbodens sind jeweils zwei Stege voneinander in Bezug auf die Reihenrichtung durch den Boden mit einem Stegabstand beabstandet. Die erste und zweite Fläche eines Stegs können einen Flächenabstand aufweisen. Der Flächenab ¬ stand wird zweckmäßig parallel zur Reihenrichtung in Höhe der Nutböden von der ersten Fläche zur zweiten Fläche gemessen. Vorzugsweise ist der Flächenabstand kleiner oder gleich dem Stegabstand. Vorzugsweise ist das Verhältnis des Stegabstands zum Flächenabstand kleiner als 2. Die Rippe eines Stegs weist einen am weitesten in die in Reihenrichtung benachbarte Nut hervorstehenden Abschnitt mit einer Randfläche auf. Von dieser Randfläche kann in Reihenrichtung und parallel zu dieser ein Freihalteabstand zu einem in Reihenrichtung benachbarten Steg gemessen werden, der vorzugsweise größer oder gleich dem Stegabstand ist. Vor ¬ zugsweise ist der erste Deckflächenabstand etwa gleich dem Stegabstand .

Vorzugsweise ist der Flächenabstand größer als 0,1 mm und kleiner als 0,3 mm. Vorzugsweise ist der Stegabstand größer als 0,1 mm und kleiner als 0,3 mm. Vorzugsweise ist der erste Decktlächenabstand größer als 0,1 mm und kleiner als 0,3 mm .

Die Deckfläche und die zweite Fläche schließen in vor ¬ teilhafter Weise einen stumpfen Winkel ß ein. Der stumpfe Winkel ist kleiner als 180°. Bevorzugt ist ein Bereich von 100° < ß < 150°. Besonders bevorzugt ist ein Bereich von 110° < ß < 130°. Durch das Einschließen eines stumpfen Winkels ß durch die Deckfläche und die zweite Fläche kann an dem Übergang zwischen der zweiten Fläche und der Deckfläche ein Knick oder eine Biegung ausgebildet sein, wobei ein Knick einen Krümmungsradius nahe Null aufweist, während ei ¬ ne Biegung einen Krümmungsradius größer Null aufweist. Der Übergang kann dabei beispielsweise scharfkantig oder rund sein. Am Übergang kann eine Wulst ausgeprägt sein, d.h. über die in entgegen der Reihenrichtung benachbarte Nut überstehendes Material.

In vorteilhafter Weise steht die zweite Fläche 32 quer zur Reihenrichtung R, d.h. dass ein die Orientierung der Fläche beschreibender Normalenvektor antiparallel zur Reihenrichtung steht. Die zweite Fläche 32 eines Stegs und die Reihenrichtung R schließen einen zweiten Orientierungswinkel γ ein. Die durch die Rippe und die Einbuchtung gebilde ¬ te Hinterschneidung des entgegen der Reihenrichtung benachbarten Stegs wirkt gegen solche Kräfte, deren Richtungsvektor einen Freihaltewinkel größer δ in Bezug auf die Rei ¬ henrichtung aufweist. Der Orientierungswinkel γ ist vor ¬ zugsweise größer als der Freihaltewinkel δ. Vorzugsweise ist der Anstellwinkel CC größer oder gleich dem Freihalte ¬ winkel δ. Bevorzugt ist der Anstellwinkel CC 10° bis 40°. Besonders bevorzugst beträgt der Anstellwinkel 15° bis 30°.

Vorzugsweise ist die Deckfläche des Stegs aufgeraut. Dies bedeutet, dass eine Feinstruktur auf der Deckfläche ausgebildet ist. Feinstrukturelemente oder Feinstrukturpe ¬ rioden der Feinstruktur entlang einer aufgerauten Deckfläche sind kleiner als die Breite der Deckfläche. Die Fein ¬ struktur kann regelmäßig, unregelmäßig oder zufällig sein. Vorhandene regelmäßige oder unregelmäßige Feinstrukturele ¬ mente oder Feinstrukturperioden können sich entlang des Stegs entlang der Oberfläche beispielsweise als Riefen und Rillen erstrecken.

Vorzugsweise weist wenigstens ein Steg einen runden Übergang von der ersten und/oder der zweiten Fläche des Stegs zu einem Boden einer angrenzenden Nut auf.

Der Gegenstand kann eine Zylindermantelfläche aufwei ¬ sen, auf der die Oberflächenstruktur ausgebildet ist. Die Stege und Nuten können auf der Zylindermantelfläche einge ¬ bracht sein. Die Stege und die Nuten können jeweils um die Zylindermantelfläche umlaufend in sich geschlossen sein. Auf diese Weise können mehrere Stegringe, die axial jeweils von einem Nutring beabstandet sind, entlang der Zylindermantelfläche angeordnet sein. Die Stege und Nuten können entlang der Zylindermantelfläche auch einer Schraubenlinie folgen. Im Querschnitt der Zylindermantelfläche, d.h. in einem Schnitt durch den Gegenstand entlang einer Schnitt ¬ ebene, die die Achse der Zylindermantelfläche enthält, sind auf diese Weise mehrere in einer Reihe angeordnete Nuten und Stege vorhanden. Tatsächlich können die Stege aber als ein Steg aufgefasst werden, der in einer Schraubenlinie entlang der Zylindermantelfläche umläuft.

Das erfindungsgemäße Werkzeug zur Herstellung der be- schriebenen Oberflächenstruktur, weist eine Zerspanungsabschnitt mit einem Schneidzahn und einen Umformungsab ¬ schnitt mit einer Umformkufe auf, wobei der Zerspanungs ¬ abschnitt und der Umformungsabschnitt in einer Reihe ange ¬ ordnet sind, durch die eine Reihenrichtung festgelegt ist.

Mit dem Zerspanungsabschnitt werden die Nuten in den Gegenstand eingearbeitet. Der Schneidzahn weist im Quer ¬ schnitt (geschnitten quer zur Arbeitsrichtung) eine erste Seitenkante, eine zweite Seitenkante und eine Stirnkante auf. Die erste Seitenkante und die zweite Seitenkante sind vorzugsweise quer zur Reihenrichtung angeordnet. Mindestens ein Abschnitt der Stirnkante verläuft längs der Reihenrich ¬ tung. Vorzugsweise verläuft die Stirnkante parallel zur Reihenrichtung. Die erste Seitenkante, die zweite Seiten ¬ kante und die Stirnkante sind vorzugsweise gerade, können aber beispielsweise auch gewellt sein oder Kurven enthal ¬ ten. Der Übergang von der ersten Seitenkante auf die Stirnkante und von der zweiten Seitenkante auf die Stirnkante kann abgerundet, eckig oder schräg sein. Der Schneidzahn weist eine Schneidzahnbreite auf, die der Nutbreite ent ¬ spricht. Der Schneidzahn kann durch mehrere Zähne gebildet sein, die zusammen eine effektive Schneidbreite aufweisen, die der Nutbreite entspricht. Eine Schneidkante des

Schneidzahns kann außerdem in Bezug auf die Reihenrichtung schräggestellt sein. Der Schneidzahn weist eine maximale Schnitttiefe quer zur Reihenrichtung auf. Durch diese kann die Nuttiefe bzw. Steghöhe festgelegt sein. Jeweils zwei der mit dem Schneidzahn geschaffene Nuten sind durch einen Steg voneinander beabstandet. Die Stegbreite entspricht ei ¬ nem Zwischenraumabstand, der für das Werkzeug festgelegt ist. Der Zwischenraumabstand ist beispielsweise dadurch festgelegt, dass das Werkzeug nach Ausbildung einer Nut um einen Vorschub entlang der Reihenrichtung bewegt wird. Der Zwischenraumabstand entspricht in diesem Fall der Differenz aus Vorschub und Schneidzahnbreite. Vorzugsweise sind an dem Werkzeug mehrere Schneidzähne vorhanden, wobei jeweils zwei Schneidzähne durch den Zwischenraumabstand voneinander beabstandet sind. Durch die Summe des Zwischenraumabstands und der Schneidzahnbreite ist eine Teilung des Werkzeugs festgelegt .

Der Umformungsabschnitt weist eine oder mehrere Um ¬ formkufen auf. Eine Umformkufe weist eine Umformfläche auf, die sich im Querschnitt wenigstens von einem ersten Umformflächenansatz bis zu einem zweiten Umformflächenansatz erstreckt. Die Umformfläche kann sich insbesondere auch über den ersten und/oder den zweiten Umformflächenansatz erstrecken. Der erste Umformflächenansatz ist in einem Ansatzbereich an dem Werkzeug angeordnet, dessen Mitte entlang der Reihenrichtung von der Schneidzahnmitte mit einem ganzzahligen Vielfachen der Teilung beabstandet ist. Der erste Umformflächenansatz kann insbesondere an einem Rand des Ansatzbereichs angeordnet sein. Der Ansatzbereich weist eine Ansatzbereichsbreite entlang der Reihenrichtung auf, die der Schneidzahnbreite entspricht. Der zweite Umformflächen ¬ ansatz ist entlang der Reihenrichtung außerhalb des Ansatzbereichs angeordnet. Die Umformfläche ist wenigstens von dem ersten Umformflächenansatz bis zum zweiten Umformflächenansatz schräggestellt. Die Umformfläche kann beispiels ¬ weise von dem ersten Umformflächenansatz bis zum zweiten Umformflächenansatz im Querschnitt eine gerade schrägge ¬ stellte Kante sein. Die Umformfläche kann aber auch Kurven aufweisen. Vorzugsweise weist die Umformfläche entlang der Reihenrichtung von dem ersten Umformflächenansatz zu dem zweiten Umformflächenansatz eine Breite auf, die wenigstens dem Zwischenraumabstand entspricht. Der erste Umformflä ¬ chenansatz weist quer zur Reihenrichtung eine größere Eingrifftiefe als der zweite Umformflächenansatz auf. Auf die ¬ se Weise ist ein Anstellwinkel (Schrägstellwinkel) der Um- formfläche in oder entgegen der Reihenrichtung festgelegt.

Es können weitere Ansatzbereiche mit Ansatzbereichs ¬ mitten vorhanden sein, die von einer Schneidzahnmitte um ganzzahlige Vielfache beabstandet sind. In diesen können erste Umformflächenansat ze anderer Umformflächen angeordnet sein. Es können weitere Umformelemente mit Umformflächen vorhanden sein, die beispielsweise außerhalb des Ansatzbe ¬ reichs angeordnet sind und beispielsweise in dieselbe Rich ¬ tung schräggestellt sind wie die Umformfläche der Umformku ¬ fe.

Die Umformfläche weist eine maximale Eingrifftiefe quer zur Reihenrichtung auf. Diese kann beispielsweise durch die Eingrifftiefe des zweiten Umformflächenansatzes bestimmt sein. Die maximale Eingrifftiefe der Umformfläche ist vorzugsweise kleiner als die maximale Schnitttiefe des Schneidzahns .

Die Schrägstellwinkel der Umformflächen der Umformku ¬ fen sind vorzugsweise verschieden. Vorzugsweise ist der Schrägstellwinkel der Umformfläche der dem Zerspannungsab- schnitt am nächsten liegenden Umformkufe größer als der Schrägstellwinkel weiterer Umformkufen mit schräggestellten Umformflächen. Dies ergibt eine gute Kontrolle über den Ma- terialfluss bei dem plastischen Umformvorgang.

Das Werkzeug kann zusätzlich eine Umformkufe mit einer längs der Reihenrichtung des Werkzeugs verlaufenden Umformfläche aufweisen, insbesondere kann die Umformfläche einer Umformkufe ganz oder teilweise parallel zur Reihenrichtung verlaufen. Damit wird gewissermaßen eine Kalibrierkufe ge ¬ schaffen, die mit bester Reproduzierbarkeit für eine ein ¬ heitliche Steghöhe sorgt. Die Eingrifftiefe einer Umformku ¬ fe mit einer längs der Reihenrichtung verlaufenden Umform- fläche kann in vorteilhafter Weise geringer sein als die Eingrifftiefen der Umformkufen mit schräggestellten Umformflächen .

An dem Umformungsabschnitt kann eine Neigungsfläche angeordnet sein, wobei die Neigungsfläche in Arbeitsrich ¬ tung vorzugsweise vor dem Umformabschnitt angeordnet ist. Die Neigungsfläche weist in Arbeitsrichtung und ist aber vorzugsweise gegenüber der Arbeitsrichtung in einem negativen Spanwinkel schräg angestellt (ohne jedoch irgendeinen Span abzuheben) . Zusätzlich kann die Neigungsfläche vorzugsweise gegenüber derjenigen Richtung schräg angestellt sein, gegenüber der die Umformflächen schräg angestellt sind. Auf diese Weise unterstützt die Neigungsfläche den von den Umformflächen erbrachten Umformvorgang. Anders ausgedrückt, die Neigungsfläche ist dazu eingerichtet, den Schrägstellprozess vorzubereiten .

Unabhängig von der sonstigen Ausgestaltung kann das Werkzeug wenigstens eine Umformkufe mit einer Feinstruktu- rierungsoberfläche aufweisen. Die Umformkufe mit der Fein- strukturierungsoberfläche ist dazu eingerichtet, in wenigs ¬ tens einen Teil der Oberfläche der Stege Riefen, Rillen o- der sonstige Feinstrukturelemente einzubringen. Die Fein- strukturierungsoberfläche der Umformkufe kann dazu einge ¬ richtet sein, umformend und/oder spanend zu wirken.

Das Werkzeug kann einen Grundkörper aufweisen, an dem ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück angeordnet sind, wobei an dem ersten Teilstück der Zerspanungsab ¬ schnitt angeordnet ist und an dem zweiten Teilstück der Umformungsabschnitt angeordnet ist. Das erste Teilstück und/oder das zweite Teilstück sind vorzugsweise gesondert vom Grundkörper des Werkzeugs entfernbar. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des be ¬ schriebenen Gegenstands mit einer Oberflächenstruktur zur Aufnahme einer Beschichtung beinhaltet das Einbringen von in einer Reihe in einer Reihenrichtung angeordneten Nuten in eine Oberfläche unter Ausbildung von Stegen zwischen den Nuten, die durch die Nuten voneinander beabstandet sind. Das Einbringen der Nuten kann beispielsweise spanend und/oder unter Materialverdrängung erfolgen. Der Steg weist zunächst eine entlang der Reihenrichtung verlaufende, längs der Reihenrichtung orientierte Deckfläche auf. Vorzugsweise verläuft die Deckfläche zunächst parallel zur Reihenrich ¬ tung. Ferner beinhaltet das Verfahren das Umformen oberer Stegabschnitte der Stege unter Materialverschiebung in eine benachbarte Nut zur Ausbildung einer Hinterschneidung . Die Deckflächen werden dabei verformt und in einem entweder in oder entgegen der Reihenrichtung geöffneten Anstellwinkel gegenüber der Reihenrichtung schräg gestellt, wobei Stegma ¬ terial in Richtung der Öffnung des Anstellwinkels verscho ¬ ben wird.

In einer zeitlichen Abfolge können zunächst die Nuten gefertigt und darauffolgend die zwischen den Nuten gebilde ¬ ten Stege umgeformt werden. Alternativ kann das Umformen gebildeter Stege vor bzw. während dem Fertigen weiterer Nuten erfolgen.

Das spanende Einbringen dient dem Entfernen von Oberflächen- oder Gegenstandsmaterial zur Bildung einer oder mehreren Nutbahnen, die vorzugsweise parallel oder wenigs ¬ tens lokal im Wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet sind. Das spanende Einbringen kann bekannte spanende Verfahren, wie beispielsweise Drehen oder Fräsen, beinhalten. Das Einbringen kann unabhängig von der Art des Einbringens in mehreren Schritten erfolgen, indem zunächst eine Nut geringer Tiefe und/oder Breite in den Gegenstand eingebracht wird und die Nut in einem nächsten Schritt ver ¬ tieft und/oder verbreitert wird.

Zwischen den Nutbahnen verbleiben Stege, die durch die Nuten voneinander beabstandet sind und sich entlang der Nuten erstrecken. Nach dem vorzugsweise spanenden Einbringen weist jeder Steg zunächst eine zu der Reihenrichtung paral ¬ lele Deckfläche auf, wobei die Deckflächenteilen der noch unbehandelten Oberfläche des Gegenstands vor Anwendung des Verfahrens entsprechen können.

Ein Steg kann im Querschnitt in einer längs - vorzugs ¬ weise parallel - zur Reihenrichtung orientierten Ebene in einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt unterteilt werden. Die Positionsangaben „oberer" bzw. „unterer" beziehen sich auf einen Nutboden einer angrenzenden Nut des Stegs. Von einem Nutboden in einer Richtung quer zur Reihenrichtung gesehen, schließt sich an den übrigen Gegenstand zunächst der untere Stegabschnitt und dann der obere Stegabschnitt an. Der obere Stegabschnitt liegt daher näher an der gedachten, noch unbehandelten Oberfläche des Gegenstands. Die Nuten lassen sich entlang der Reihenrichtung mit einer Linie verbinden. Die Linie verläuft beispielswei ¬ se durch die, in Bezug auf die zunächst parallel zu den in Reihenrichtung orientierten Deckflächen der Stege, am tiefsten in der Oberflächenfläche liegenden Punkte oder Bo ¬ denabschnitte der Nuten. Der obere Stegabschnitt weist vor dem Umformen einen kleinsten Abstand zu der Linie und einen größten Abstand zu der Linie auf. Beim Umformen des oberen Stegabschnitts des Stegs bleibt vorzugsweise der untere Stegabschnitt bis vorzugsweise wenigstens zu dem kleinsten Abstand des oberen Stegabschnitts von der Linie unumge- formt. Das umformende Abschrägen wird vorzugsweise nur auf den oberen Stegabschnitt angewendet. Der kleinste Abstand des oberen Stegabschnitts zu der Nutenlinie beträgt vor- zugsweise mindestens ein Drittel des größten Abstands des oberen Stegabschnitts zu der Nutenlinie.

Beim Umformen eines oberen Stegabschnitts eines Stegs wird Material in einer benachbarten Nut gedrückt oder verschoben. Die Deckflächen der Stege werden dabei entweder alle in Reihenrichtung oder alle entgegen der Reihenrichtung in Anstellwinkeln gegenüber der Reihenrichtung schräg gestellt, wobei das Material in die Öffnungsrichtung der Anstellwinkel verschoben wird. Das abschrägende Umformen kann in einem Schritt angewendet werden oder es können mehrere Umformschritte ausgeführt werden, wobei beispielsweise in einem oder mehreren Umformschritten nur auf einen Teil des Materials des oberen Stegabschnitts eingewirkt wird. Beispielweise kann der endgültige Anstellwinkel der Deck ¬ fläche des Stegs auch in mehreren Umformschritten erreicht werden. Im Ergebnis wird eine abgeschrägte Deckfläche des Stegs erhalten.

In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenstruktur in einer Oberfläche mit Zylindermantel ¬ form werden die Nuten als Nutwendel in die Oberfläche ein ¬ gebracht. Dies kann durch Materialabtrag oder durch Materi ¬ alverdrängung erfolgen. Vorzugsweise wird die Nut spanend mittels wenigstens eines Schneidzahns geöffnet. Vorzugswei ¬ se ist die Wendelganghöhe konstant. Bei dem Einbringen der Nutwendel wird eine Stegwendel gebildet. In dieser Ausfüh ¬ rungsform des Verfahrens wird vorzugsweise eine einzige Nutbahn gebildet, die schraubenlinienförmig entlang bzw. in der Oberfläche verläuft. Die Stegwendel wird mit einer Gleitkufe umgeformt, die die Stegwendel unter Verdrängung von Stegmaterial abschrägt. Die Stegwendel wird dabei in einem entweder in oder entgegen der Richtung geöffneten Anstellwinkel gegenüber der Zylindermantelachse abgeschrägt. Die Stegwendel kann auch mit mehreren mit zeitlichem Ab- stand auf Abschnitte der Stegwendel eingreifenden Umformku ¬ fen oder -flächen abgeschrägt werden. Auf diese Weise wird eine in eine Richtung abgeschrägte Stegwendel entlang des Zylindermantels erhalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die abgeschrägte Deckfläche der Stegwendel aufgeraut, d.h. mit einer zufälligen oder regelmäßigen Feinstruktur versehen. Beispielsweise können spanend und/oder umformend Riefen oder Rillen entlang der abgeschrägten Deckfläche der Stegwendel ausgebildet werden. Entsprechende Abschnitte zur Aufrauung zur Erhöhung der Haftung können an dem vorgenannten Werkzeug ausgebildet sein.

In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Die Zeichnung ergänzt die Beschreibung. Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä ¬ ßen Gegenstands mit einer Oberflächenstruktur,

Figur 2 Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gegenstand mit einer Oberflächenstruktur,

Figur 3 Ausführungsformen eines Stegs eines erfindungsgemäßen Gegenstands mit einer Oberflächenstruktur,

Figur 4 ein erfindungsgemäßer Gegenstand mit einer Zylindermantelfläche mit einer Oberflächenstruktur,

Figur 5 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs zur Herstellung einer Oberflächenstruktur,

Figur 6 eine weitere Ausführungsform des erfindungsge ¬ mäßen Werkzeugs zur Herstellung einer Oberflächenstruktur, Figur 7 eine perspektivische Ansicht einer Ausfüh ¬ rungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs zur Herstellung einer Oberflächenstruktur,

Figur 8 eine Ansicht eines Teils der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs nach Figur 7,

Figur 9 das Teil gemäß Figur 8 der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs nach Figur 7 unter einem anderen Blickwinkel,

Figur 10 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstel ¬ lung einer Oberflächenstruktur eines Gegenstands.

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Gegenstand 10 mit einer Oberflächenstruktur 14 zur Aufnahme einer Beschich- tung dargestellt. Der Gegenstand 10 weist in einer Reihe angeordnete Stege 16 und Nuten 18 auf. Durch die Reihe ist eine Reihenrichtung R festgelegt.

Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Gegenstand 10 im Querschnitt. Der Gegenstand 10 ist mit einer Beschichtung 12 beschichtet. Der Gegenstand 10 und die Beschichtung 12 können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Beispielsweise kann der Gegenstand 10 selbst aus Aluminium be ¬ stehen und mit einer Beschichtung 12 aus Stahl beschichtet sein. Der Gegenstand weist eine Oberflächenstruktur 14 auf, die in einer Reihe abwechselnd angeordneter Stege 16 und Nuten 18 aufweist.

Ein Steg weist eine Deckfläche 20 auf, die der Be- schichtungsoberfläche 22 zugewandt ist. Die Deckfläche 20 ist in Reihenrichtung R schräg angestellt und schließt je ¬ denfalls teilweise einen in Reihenrichtung geöffneten Anstellwinkel ein. Der Steg weist eine erste Fläche 24 auf, die in Reihenrichtung weist. An dem Steg 16 ist ferner eine Rippe 26 angeordnet, die in die in Reihenrichtung R benachbarte Nut 18a über die erste Fläche 24 hinaus steht, so dass eine Einbuchtung 28 ausgebildet ist. Durch die Rippe 26 und die Einbuchtung 28 wird quer zu der Reihenrichtung eine Hinterschneidung 30 ausgebildet. Der Steg weist außer ¬ dem eine zweite Fläche 32 auf, die in der Reihenrichtung R entgegengesetzte Richtung orientiert ist.

Die Deckfläche 20 ist über einen Abschnitt, der sich von der zweiten Fläche 32 zur ersten Fläche eines Stegs erstreckt, schräg angestellt. In einem zweiten Abschnitt, der sich in Reihenrichtung über die erste Fläche 24 erstreckt, nimmt die Steigung der Schrägstellung der Deckfläche 20 ab. Die Deckfläche 20 kann auch über die volle Stegbreite, d.h. in Reihenrichtung R von der zweiten Fläche 32 bis über die erste Fläche 24 über die Rippe 26 schräg angestellt sein. Die Deckfläche 20 ist in ihrem Querschnitt vorzugsweise grade, d.h. es handelt sich vorzugsweise um eine schräg ge ¬ stellte ebene Deckfläche 20, jedoch kann die Deckfläche 20 konkav oder konvex gewölbt, oder beispielsweise an einer Stelle, z.B. mittig, geknickt sein. Insgesamt fällt jedoch die Deckfläche 20 entgegen der Reihenrichtung R schräg ab. Die Rippe 26 ist rund bzw. abgerundet, kann aber auch eckig, beispielsweise mit in Reihenrichtung R orientierter flacher Front, sein oder in Reihenrichtung R spitz zulaufen. Die Rippe 26 geht in einem Einbuchtungsbereich 34 auf die erste Fläche 24 über, wobei der Einbuchtungsbereich 34 rund und in Reihenrichtung R konvex ausgebildet ist. Der Einbuchtungsbereich 34 kann jedoch auch schräg verlaufen oder konkav ausgebildet sein. Alternativ zur schrägen, im Querschnitt graden Ausführungsform oder der konkav runden Ausführungsform kann der Übergang 34 beispielsweise auch im Querschnitt rund konvex ausgebildet sein. Andere Konturen im Querschnitt sind möglich. Durch die Rippe 26 wird eine Hinterschneidung 30 ausgebildet, die sperrend insbesondere gegen solche Kräfte wirkt, deren Kraftvektor bezüglich der Reihenrichtung R in einem Winkel angestellt ist, der größer als der Freihaltewinkel δ ist.

Die erste Fläche 24 ist im Querschnitt vorzugsweise grade und steht quer zur Reihenrichtung R. Die erste Fläche 24 weist einen Normalenvektor Fl auf, der parallel zur Reihenrichtung R steht. Die durch die Einbuchtung 28 ausgebildete Hinterschneidung 30 wirkt quer zur Richtung des Normalenvektors Fl. Die erste Fläche 24 kann auch rund, bei ¬ spielsweise in Reihenrichtung konvex gerundet, oder wellen- förmig sein. Die durch die Einbuchtung 28 ausgebildete Hin- terschneidung 30 wirkt quer zur Orientierung der ersten Fläche 24. Die erste Fläche 24 ist in Reihenrichtung R orientiert, kann jedoch bezüglich der streng senkrechten Stellung zur Reihenrichtung R auch schräg gestellt sein. In beiden Fällen weist die erste Fläche 24 in Reihenrichtung. Ein Anschlussbereich 36a von der ersten Fläche 24 auf den Nutboden 38 der Nut 18a, die an dem Steg 16 in Reihenrichtung R angeordnet ist, weist eine Verrundung auf. Auch der Anschlussbereich 36b von der zweiten Fläche 32 auf den Nutboden der Nut 18b, die an dem Steg 16 entgegen der Reihenrichtung R angeordnet ist, weist eine Verrundung auf. Der Anschlussbereich 36a, b kann auch beispielsweise eine Ecke aufweisen oder auch selbst schräg sein.

Die Nutböden 38 sind vorzugsweise grade ausgebildet und verlaufen parallel zur Reihenrichtung R. Sie können auch gegenüber der Reihenrichtung R schräg angestellt sein. Unabhängig davon liegen die Nutböden auf einer parallel zur Reihenrichtung R verlaufenden gedachten Linie L. Die Nutböden 38 können auch rund, beispielsweise quer zur Reihenrichtung in Richtung der Rippe 26 konvex gerundet sein. Durch die Nutböden 38 ist zwischen den Stegen ein Abstand a2 geschaffen.

Der Steg weist einen geknickten Übergang 40 von der Deckfläche 20 auf die zweite Fläche 32 auf. Dieser Übergang 40 kann auch abgerundet sein oder eine Fase aufweisen. Die Deckfläche 20 und die zweite Fläche 32 schließen einen stumpfen Winkel ß ein.

Der Querschnitt der zweiten Fläche 32 ist grade und die zweite Fläche 32 steht insgesamt quer ab zur Reihen ¬ richtung R und entgegen der Reihenrichtung R orientiert. Die zweite Fläche 32 kann in oder entgegen der Reihenrich- tung, d.h. konkav oder konvex gewölbt sein, im Querschnitt Wellenform aufweisen oder auf eine andere Art von der im Querschnitt graden bzw. in der Perspektive ebenen Form ab ¬ weichen. Der Normalenvektor F2, der auf der zweiten Fläche senkrecht steht, verläuft antiparallel zur Reihenrichtung R. Alternativ ist die zweite Fläche 32 entgegen der Reihenrichtung R orientiert und gegenüber dieser schräg ange ¬ stellt. Die zweite Fläche 32 steht in einem Orientierungs ¬ winkel γ zur Reihenrichtung R. Der Orientierungswinkel γ ist vorzugsweise kleiner oder gleich 90°.

Die Böden 38 der Nuten 18a, b liegen auf der Linie L und die Deckfläche 20 an dem Steg weist, gemessen an der ersten Fläche 24, einen ersten Abstand hl zu der Linie L auf. Die Deckfläche 20 des Stegs 16 weist weiterhin einen zweiten Abstand h2 zu der Linie, gemessen an der zweiten Fläche 32, auf, wobei der erste Abstand hl größer ist als der zweite Abstand h2. Die Deckfläche 20 weist an der Rippe 26, im Bereich der Einbuchtung 28 mit Abstand zur ersten Fläche 24 gemessen, einen Abstand h3 zu der Linie L auf. Dieser Abstand h3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel größer als der erste Abstand hl und der zweite Abstand h2.

Die erste Fläche 24 eines Stegs ist in einem Abstand al zu der zweiten Fläche 32 des Stegs angeordnet. Die zwei ¬ te Fläche des Stegs ist von der ersten Fläche des entgegen der Reihenrichtung benachbarten Stegs mit einem Abstand a2 beabstandet. Vorzugsweise sind die Abstände hl und a2 etwa gleich. Der Freihalteabstand a3, der von einer Randfläche 27 der Rippe 26 parallel zur Reihenrichtung R bis zum in Reihenrichtung R benachbarten Steg 16 gemessen ist, ist vorzugsweise größer oder gleich dem Stegabstand a2.

In der Figur 3 sind verschiedene Ausführungsformen des Stegs 16 veranschaulicht. Die Ausführungen können auch mit ¬ einander kombiniert werden. In der Figur 3a ist am Übergang 40 von der Deckfläche 20 zur zweiten Fläche 32 eine vorste ¬ hende Wulst 42 ausgebildet. Diese steht über die zweite Fläche 32 in die entgegen der Reihenrichtung R benachbarte Nut 18b hervor.

Die Deckfläche 20 des Stegs in der Figur 3b weist eine Feinstruktur in Form einer Wellenstruktur auf. Alternativ kann, wie in Figur 3c dargestellt, die Deckfläche aufgeraut sein. Die Feinstruktur in der Figur 3b unterscheidet sich von der Aufrauung der Figur 3c dadurch, dass die Strukturelemente in der Feinstruktur größer sind. Die Aufrauung beinhaltet außerdem zufällig angeordnete Strukturelemente. Beide Ausgestaltungen der Deckfläche erhöhen jeweils die Haftung der Beschichtung an der Deckfläche und können miteinander kombiniert werden.

Die Figur 4 zeigt einen Gegenstand 10 mit einer Ober ¬ flächenstruktur 14 auf einer inneren Zylindermantelfläche ZM des Gegenstands 10. Die Stege 16 und Nuten 18 folgen ei ¬ ner Schraubenlinie SL, so dass ein einziger Steg 16 und ei ¬ ne einzige Nut 18 entlang einer Schraubenlinie entlang der Zylindermantelinnenfläche entlanglaufen. Alternativ können mehrere Stege 16 und Nuten 18 als Stegringe und Nutringe parallel entlang der Zylinderachse ZA auf der Zylindermantelinnenfläche angeordnet sein.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Oberflächenstruktur eines Gegenstands zur Aufnahme einer Beschichtung, können die in der Figur 5 und Figur 6 im Querschnitt darge ¬ stellten Werkzeuge 50 verwendet werden. Das Werkzeug 50 weist einen Zerspanungsabschnitt 52 und einen Umformungsab ¬ schnitt 53 auf, die in einer Reihe angeordnet sind, die ei ¬ ne Reihenrichtung RW festlegt. An dem Zerspanungsabschnitt sind Schneidzähne 54a, b, c angeordnet und der Umformungs ¬ abschnitt 53 weist Umformkufen 58a und 58b auf. Die

Schneidzähne 54 weisen eine einheitliche Schneidzahnbreite s auf. Die Schneidzähne 54 weisen unterschiedliche Längen quer zur Reihenrichtung auf, wodurch unterschiedlichen Schnitttiefen 60a, b, c erhalten werden. Am Beispiel des Schneidzahns 54a wird die Stirnkante 56a veranschaulicht, die einen Stirnkantenabschnitt 57a aufweist, der entlang der Reihenrichtung (RW) verläuft. Die Schneidzähne 54 wei ¬ sen, in der Zeichnung nur für den Schneidzahn 54c bezeichnet, erste und zweite Seitenkanten 55c auf. Die Schneidzäh ¬ ne 54 sind durch einen Zwischenraumabstand z voneinander beabstandet. Die Summe der Schneidzahnbreite s und der Zwi ¬ schenraumbreite z legt eine Teilung T fest. Der Schneidzahn 54a weist eine Mitte MS auf. Die Schneidzahnbreite ist vor ¬ zugsweise breiter als die Zwischenraumbreite.

An dem Werkzeug befindet sich entlang der Reihenrichtung ein Ansatzbereich 62. Die Mitte MB dieses Ansatzbereichs 62 ist von der Mitte MS des Schneidzahns 54a um das n-fache der Teilung T beabstandet. Der Ansatzbereich 62 weist eine Breite b auf, die der Breite s des Schneidzahns 54a entspricht. In dem Ansatzbereich 62 ist ein erster Umformflächenansatz 64a der Umformfläche 66a angeordnet. Die Umformfläche 66a weist ferner einen zweiten Umformflächenansatz 68a außerhalb des Ansatzbereichs 62 auf. Der erste Umformflächenansatz 64a und der zweite Umformflächenansatz 68a weisen eine Abstand auf, der größer ist als der Zwi ¬ schenraumabstand z. Die Umformfläche 66a erstreckt sich entlang der Reihenrichtung RW über den ersten Umformflächenansatz 64a und den zweiten Umformflächenansatz 68a hinaus, ist also breiter als der Abstand zwischen dem ersten Umformflächenansatz 64a und dem zweiten Umformflächenansatz 68a. Der erste Umformflächenansatz 64a weist eine erste Eingrifftiefe 70a und der zweite Umformflächenansatz 68a weist eine zweite Eingrifftiefe 72a quer zur Reihenrichtung auf, wobei die erste Eingrifftiefe 70a größer ist als die zweite Eingrifftiefe 72a. Die Umformfläche 66a ist insbe ¬ sondere von dem ersten Umformflächenansatz 64a bis zum zweiten Umformflächenansatz 68a in Bezug auf die Reihenrichtung RW schräg angestellt und eben. Durch die Schräg ¬ stellung ist ein Schrägstellwinkel ©festgelegt. Durch die Umformfläche 66a ist eine maximale Eingrifftiefe 74a fest ¬ gelegt, die kleiner ist, als die maximale Schnitttiefe 60c des Zerspanungsabschnitts 52. Die zweite Umformkufe weist eine Feinstrukturierungsoberfläche 76b auf.

Das in Figur 6 dargestellte Werkzeug 50 weist einen Umformungsabschnitt 53 mit drei Umformkufen 58 a-c auf. Un ¬ abhängig von der sonstigen Ausführungsform kann wenigstens eine Umformkufe 58 a-c, beispielsweise die in Reihenrich ¬ tung letzte Umformkufe 58c, wenigstens teilweise zum Spanen eingerichtet sein. Die Umformflächen 66 a-c der Umformkufen 58 a-c sind in drei unterschiedlichen Schrägstellwinkeln Θ1, Θ2 und Θ3 gegenüber der Reihenrichtung RW des Werkzeugs 50 schräggestellt. Der Schrägstellwinkel Θ1 ist größer als der Schrägstellwinkel Θ2. Der Umformfläche 66c der Umform ¬ kufe 58c verläuft entlang der Reihenrichtung RW. Der

Schrägstellwinkel Θ3 der Umformfläche 66c weist einen Win ¬ kel von Null Grad auf. Durch eine Strichpunktlinie sind au ¬ ßerdem Nuten 18 und Stege 16 dargestellt, die durch das Werkzeug 50 in einen Gegenstand eingebracht wurden. Die Deckflächen 20 der Stege sind wenigstens teilweise mit den Umformflächen in Eingriff gebracht. Durch die Umformfläche 66c der Umformkufe 58c werden die Deckflächen 20 der Stege in einem quer zur Reihenrichtung RW oberhalb der ersten Fläche 24 der Stege 16 liegenden Deckflächenabschnitte 21 der Deckflächen 20 entlang der Reihenrichtung verlaufend ausgebildet . Figur 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Werk ¬ zeugs 50 mit einem Grundkörper 82, einem ersten Teilstück 78 und einem zweiten Teilstück 80. Das erste Teilstück weist einen Zerspanungsabschnitt 52 des Werkzeugs und das zweite Teilstück einen Umformungsabschnitt 53 des Werkzeugs auf. Das erste Teilstück 78 und das zweite Teilstück 80 können dazu eingerichtet sein, vom Grundkörper entfernbar zu sein, wobei jedes Teilstück 78, 80 gesondert vom Grund ¬ körper 82 entfernbar sein kann. An dem Umformungsabschnitt 53 ist eine Neigungsfläche 84 angeordnet. Die Neigungsflä ¬ che 84 ist in Arbeitsrichtung AR des Werkzeugs 50 vor dem Umformungsabschnitt 53 angeordnet und weist in diese.

Die Neigungsfläche 84 ist gegenüber der Richtung schräg angestellt (erste Neigungsrichtung) , gegenüber der auch die Umformflächen 66 der Umformkufen 58 schräg angestellt sind, wobei diese Richtung in der Ausführungsform gemäß Figur 7 mit der Reihenrichtung des Werkzeugs RW zusammenfällt. Die Neigungsfläche 84 ist unabhängig von der schrägen Anstellung gegenüber der ersten Neigungsrichtung auch gegenüber der Arbeitsrichtung AR des Werkzeugs 50 schräg angestellt. Die Schrägstellungen der Neigungsfläche 84 in die erste Neigungsrichtung und gegenüber der Arbeitsrichtung sind unabhängig voneinander, d.h. sie beziehen sich insbesondere auf unterschiedliche Neigungsebenen. Es ist vorteilhaft, wenn sich an die Neigungsfläche 84 ein z.B. durch eine Pultfläche begrenzter Freiraum 86 anschließt, um z.B. ein Einklemmen von Spänen vor dem Umformabschnitt 53 zu vermeiden.

Figur 8 zeigt eine Ansicht y des zweiten Teilstücks 80 und die Neigung, d.h die schräge Anstellung in einem ersten

Neigungswinkel φΐ der Neigungsfläche 84 des Werkzeugs 50 gemäß Figur 7. Der erste Neigungswinkel φΐ bezieht sich auf die Reihenrichtung RW und ist in einer durch die Arbeitsrichtung AR und die Reihenrichtung RW aufgespannten Ebene gemessen. Die Neigungsfläche 84 ist in dieselbe Richtung geneigt, in der auch Umformflächen 66 des Umformungsab ¬ schnitts 53 schräggestellt sind. Figur 9 zeigt die in Figur 8 mit X bezeichnete Ansicht des zweiten Teilstücks des Werkzeugs 50. Es wird veranschaulicht, dass die Neigungs ¬ fläche 84 in Arbeitsrichtung AR geneigt ist, wobei die Nei ¬ gungsfläche 84 in einem zweiten Neigungswinkel φ2 in Bezug auf die Arbeitsrichtung AR geneigt ist. Durch den zweiten Neigungswinkel φ2 wird die Umformung durch den Umformungs ¬ abschnitt 53 unterstützt. Der zweite Neigungswinkel φ2 bil ¬ det einen negativen Spanwinkel. Wird dieser zu klein gewählt, kann es zum Abheben eines Spans kommen. Der erste

Neigungswinkel φΐ unterstützt die Umformung von Stegen in eine einzige Richtung, wobei diese in der Ausführungsform gemäß Figur 7 gleich der Reihenrichtung des Werkzeugs RW ist. Vorzugsweise betragen die ersten und zweiten Neigungs ¬ winkel 20°-30°.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 10 in einem Blockschema veranschaulicht. Zudem ist in der Figur das Ergebnis der Anwendung auf einen Gegenstand 110 dargestellt.

Auf den zunächst noch unbearbeiteten Oberflächenbe ¬ reich 111 des Gegenstands 110 wird der Verfahrensschritt 100 angewendet .

Das Verfahren beinhaltet das Einbringen 100 von in einer Reihe in einer Reihenrichtung R angeordneten Nuten 180, wodurch Stege 160 ausgebildet werden, wobei ein Steg 160 durch eine Nut 180 von einem weiteren Steg 160 beabstandet ist. Das Einbringen 100 kann beispielsweise spanend erfol ¬ gen. Ein Steg 160 weist zunächst eine zur Reihenrichtung parallele Deckfläche 200 auf. Eine Nut 180 weist einen Nut ¬ boden 380 auf. Die Nutböden 380 sind entlang einer Linie L angeordnet. Ein Steg 160 weist im Querschnitt einen unteren Stegabschnitt SU und einen oberen Stegabschnitt SO auf, wo ¬ bei der untere Abschnitt SU näher an dem Nutboden der angrenzenden Nut angeordnet ist als der obere Abschnitt SO.

Durch Anwendung des Umformens 102 des oberen Stegabschnitts SO des Stegs 160 unter Materialverschiebung in die benachbarte Nut 180 sind die Deckflächen 200 in einem in Reihenrichtung R geöffneten Anstellwinkel CC schräggestellt. Alternativ ist der Anstellwinkel CC entgegen der Reihenrichtung R geöffnet. Bei dem Umformen 102 wird Material in Richtung der Öffnung des Anstellwinkels CC verschoben. Durch die Materialverschiebung ist eine Rippe 260 an dem Steg ausgebildet .

In einem weiteren Verfahrensschritt 104 werden die Deckflächen 200 der Stege 160 aufgeraut.

Es wird ein Gegenstand 10, 110 mit einer Oberflächen ¬ struktur 14 geschaffen, die zur besseren Haftung einer Be- schichtung 12 eingerichtet ist. Die Oberflächenstruktur 14 weist Stege 16, 160 und Nuten 18a, b; 180 auf, die in einer Reihe angeordnet sind. Ein Steg weist eine Deckfläche 20, 200 auf, die in einer einzigen Richtung schräggestellt ist. Die Deckflächen 20, 200 der Stege 16, 160 sind in die glei ¬ che Richtung und zwar in Reihenrichtung R schräggestellt. Ein Steg 16, 160 weist ferner eine erste Fläche 24, die in Reihenrichtung R orientiert ist, und eine zweite Fläche 32, die in der Reihenrichtung R entgegengesetzte Richtung orientiert ist, auf. Die erste Fläche 24 und die zweite Fläche 32 stehen quer zur Reihenrichtung R. Durch die Ausführung der Stege 16, 160 und Nuten 18a, ; 180 wird eine sehr gute Hinterfüllbarkeit der Oberflächenstruktur 14 mit Beschich- tungsmaterial erreicht und die Oberflächenstruktur 14 ver ¬ leiht der Beschichtung 12, 120 eine sehr gute Haftfestig ¬ keit. Es wird außerdem ein erfindungsgemäßes Werkzeug 50 zur Herstellung einer Oberflächenstruktur 14 und ein Herstellungsverfahren angegeben.

Bezugs zeichenliste :

68 zweiter Umformflächenansatz

70 erste Eingrifftiefe

72 zweite Eingrifftiefe

74 maximale Eingrifftiefe

76 Feinstrukturierungsoberfläche

78 erstes Teilstück

80 zweites Teilstück

82 Grundkörper

84 Neigungsfläche

86 Freiraum

100 Einbringen

102 Umformen

104 Aufrauen

111 Unbearbeiteter Oberflächenbereich

R Reihenrichtung

Anstellwinkel ß stumpfer Winkel

Y Orientierungswinke1

δ Freihaltewinkel

hl erster Deckflächenabstand

h2 zweiten Deckflächenabstand h3 dritter Deckflächenabstand al Flächenabstand

a2 Stegabstand

a3 Freihalteabstand

ZA Zylinderachse

ZM Zylindermantelfläche

SU unterer Stegabschnitt

SO oberer Stegabschnitt

L Linie

RW Reihenrichtung des Werkzeugs

MS Schneidzahnmitte

MB Mitte des Ansatzbereichs b Ansatzbereichsbreite z Zwischenraumbreite s Schneidzahnbreite

T Teilung

n ganze Zahl

φΐ erster Neigungswinkel φ2 zweiter Neigungswinkel

AR Arbeitsrichtung

Θ Schrägstellwinkel