(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦相手のための、摩擦を最適化された摺動面を備えた、熱被覆された構成部品を構成部品被膜表面シミュレーションするための方法であって、
構成部品被膜表面の表面構造の潤滑または静的気密系についての特性値特定を含み、その際特性値が構成部品被膜表面と摩擦相手との間の摺動についての関数をシミュレーションし、
−輪郭曲線深さ特定法を使用して少なくとも１つのあらかじめ決められた、構成部品の表面セクションの表面構造全体を把握し、及び全体輪郭曲線として表示し、その際全体輪郭曲線は構成部品被膜表面に対して平行に伸びる測定基本線の回りに断面線に沿って得られる輪郭曲線深さ値がデータセットとして記録され、
−全体輪郭曲線のデータセットに基づいて、全体輪郭曲線上の確定した半径を有する円の展開をシミュレーションし、構成部品被膜表面上の摩擦相手の輪郭推移に類似する展開線（ＬKR、ＬDS）を全体輪郭曲線にわたって取得し、
−展開線（ＬKR、ＬDS）及び全体輪郭曲線と境を接する全体面積を計算し、全体面積が第一の特性値として規定される、工程を含む、方法。
【請求項２】
第一の特性値により第二の特性値が決められ、
−原材料表面に関する全体面積を三次元へ投影し、及び第二の特性値として総容積を計算する、工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
全体面積の計算として、それぞれの輪郭曲線深さ値について、展開線と、それぞれの輪郭曲線深さ値と対応する展開線（ＬKR、ＬDS）のセクションとの間の個々の表面積との差異を、断面線に沿って輪郭曲線深さ値の位置関数として判定し、断面線に沿った個々の表面積を加算する、工程を含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
加工及び原材料固有に鑑別された表面構造のための特性値を特定し、その際全体輪郭曲線が原材料固有の孔輪郭曲線と加工輪郭曲線に分離される、工程を含む、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
表面構造の鑑別が少なくとも１つの表面加工法により、原材料本来の表面粗さを有する、加工された技術的原材料を使って行われ、
−輪郭曲線深さ特定法を使用して少なくとも１つのあらかじめ決められた、表面を加工された技術的原材料の表面セクションの表面構造全体を把握し及び全体輪郭曲線として表示し、その際全体輪郭曲線はあらかじめ決められた測定基本線の回りに断面線に沿って得られる輪郭曲線深さ値がデータセットとして記録され、該測定基本線がそれぞれ１つの位置に測定基本線の長さに沿って配置されており、
−輪郭曲線深さ特定法を使用して少なくとも１つのあらかじめ決められた、原材料本来の表面粗さを備えた、表面を加工された技術的原材料の表面セクションの表面構造全体を把握し及び加工輪郭曲線として表示し、加工輪郭曲線はあらかじめ決められた測定基本線の回りに断面線に沿って得られる輪郭曲線深さ値がデータセットとして記録され、該測定基本線はそれぞれ１つの位置に測定基本線の長さに沿って配置されており、
−すべての加工輪郭曲線深さ値の、表面加工法に特徴的な頻度分布の歪みを計算し、及び特徴的な規定歪み値としてこの歪みの定義が表面加工法のために行われ、
−次に開始線が、全体輪郭曲線の測定基本線に対して平行に、最も深い輪郭曲線深さ値に一致して伸びるよう定義され、
−開始線が接する全体輪郭曲線の輪郭曲線深さ値の頻度分布の第一の歪みが、開始線のところで算出され、
−互いに段階的に間隔を置いた中間線が開始線と測定基本線の間に定義され、次に
−開始線に基づいて段階的に、対応する中間線に接する全体輪郭曲線の輪郭曲線深さ値の頻度分布の歪みが算出され、
−開始線からの歪みをすべて基準歪みと段階的に比較され、
−全体輪郭曲線の特定の中間線の歪みが基準歪みと一致すると、特定の中間線に接しているすべての輪郭曲線深さ値が選択され、
−選択された輪郭曲線深さ値が孔輪郭曲線として表示され、その際全体輪郭曲線から加工輪郭曲線が分離される、工程を含む、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
−選択された輪郭曲線深さ値の孔輪郭曲線が、全体輪郭曲線の測定区間の基準から外れた基準で、好ましくは拡大された基準で、関連づけられて表示され、
その際好ましくは、中間線相互の間隔及び開始線と測定基本線との間隔が１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲にあり、特に好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲にあり、最も好ましくは１０ｎｍである、工程を含む、
請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦相手のための、摩擦を最適化された摺動面を備えた、熱被膜を有する構成部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術では例えば、摩擦相手と相互作用する構成部品の摩擦のような表面特性を最適化することが公知である。この種類の構成部品は、例えばシリンダーとピストンの組合せであり、その相互作用は特に環境学的及び経済的観点からも、内燃機関の総出力と大いに関連性がある。内燃機関のオイル消費は、実質的に摩擦によって決まり、この摩擦は機械的表面処理によってオイルを保持する構造を施すことで低減することができる。処理の方法として、ホーニング、特にレーザーホーニング及びスパイラルスライドホーニングのような機械加工が考えられる。こうして微細構造が「ポケット」として配設され、その中にオイルが集まり、流体フィルムが形成され、この流体フィルムが摩擦相手をいわば浮揚させることによって摩擦が理想的に低減される。
【０００３】
このような表面加工が施された、摩擦相手と相互作用する構成部品の表面は、例えば表面被膜製造時に生じる、望ましくない材料固有の構造、及び表面処理が所望の方法で行いやすくなる加工固有の構造を備えていることもある。こうして、見かけ上は表面が最適化された構成部品が、期待される摩擦特性を示さない場合がある。
【０００４】
特許文献１、特許文献２及び特許文献３により、この種類の熱被覆された構成部品が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１００４９８４０Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００９０１０７９０Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１９６２８７８６Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この従来技術に基づき、本発明の課題は、摩擦相手の所望の摺動特性を得るために、再現可能で可能な限り事前に決定可能なオイル保持量を備えた、摩擦相手のための、摩擦を最適化された摺動面を備えた、改善され熱被覆された構成部品を作り出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、摩擦相手のための摺動面の摩擦が最適化された表面を有する、請求項１の特徴を備えた、熱被膜を有する構成部品によって解決される。
【０００８】
この構成部品の発展形態は従属請求項に提示される。
【０００９】
本発明の課題はさらに、摩擦相手のための、摩擦を最適化された摺動面を備えた、熱被覆された構成部品の構成部品被膜表面シミュレーションのための方法を提供することである。
【００１０】
このような方法は、請求項４の特徴を備えた方法によって提供される。
【００１１】
本発明による熱被覆された構成部品は、１０〜８００μｍ3／ｍｍ2のオイル保持量ＶＯｉｌを有する、摩擦相手のための、摩擦を最適化された摺動面を備えている。
【００１２】
オイル保持量ＶＯｉｌは、摺動路全長にわたって及び／又はその周囲にわたって一定である必要はない。オイル保持量ＶＯｉｌは、摩擦を最適化された加工構造のオイル保持量ＶＯｉｌ，Ｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇ及び孔のオイル保持量ＶＯｉｌ，Ｐｏｒｅｎから構成されている。
【００１３】
好ましい実施形態では、摩擦を最適化された摺動面は５０〜２００μｍ3／ｍｍ2のオイル保持量ＶＯｉｌを有している。
【００１４】
有利には、オイル保持量は構成部品被膜表面シミュレーションによって事前に決定可能な理論的オイル保持量である。
【００１５】
摩擦を最適化された表面の表面処理は、有利には機械加工、特に切削加工であってよい。この場合、本発明で好適であるような、熱溶射被覆、特にワイヤアーク溶射又はＰＴＷＡ溶射法（Ｐｈａｓｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｗｉｒｅ  Ａｒｃ  Ｓｐｒａｙ  Ｃｏａｔｉｎｇ、相間移動ワイヤアーク溶射）によって得られた被膜の表面にも、高精度で仕上げ可能な、当業者にそれ自体周知のホーニング加工法が考えられる。
【００１６】
本発明による構成部品は、エンジンブロック又はピストン、又はコネクティングロッド又はシリンダーライナーのようなブッシュであってよく、これらは単にいくつかの構成部品を例として挙げただけであるが、基本的に摩擦相手の中でオイル潤滑状態で低摩擦で滑走する形状を備えている。
【００１７】
有利には本発明により、１０〜８００μｍ3／ｍｍ2にあるべき、特に好ましくは５０〜２００μｍ3／ｍｍ2にあるべき理論的オイル保持量ＶＯｉｌは構成部品被膜表面シミュレーションを使ってあらかじめ決められ得る。
【００１８】
このようなシミュレーションは、関数に関する、簡単で詳細な、及び摩擦相手に関する、表面評価に役立つ。
【００１９】
それゆえに、シミュレーション方法の第一の実施形態では、摩擦相手と動作可能に接続している構成部品被膜表面の表面構造の特性値特定が行われる。ここで特性値は構成部品被膜表面と摩擦相手の間の関数をシミュレーションする。この方法により、特性値を援用し、ソフトウェア技術的に簡単なモデルを使用して構成部品被膜表面の関数挙動をシミュレーションできる。こうして本発明による方法により、評価するべき表面の摩擦相手に応じて関数に関する許容誤差が得られ、接触相手同士の間の相互作用が最適化可能になる。
【００２０】
この方法は以下の工程を含んでいる：
まず輪郭曲線深さ特定法を使って、原材料の表面の少なくとも１つのあらかじめ決められたセクションで表面構造全体が把握される。これは全体輪郭曲線として示され、その際全体輪郭曲線はあらかじめ決められた測定基本線の回りに断面線に沿って得られる輪郭曲線深さ値がデータセットとして記録され、この測定基本線はそれぞれ１つの位置に測定基本線の長さに沿って配置されている。次に数理形態学的計算プログラムが全体輪郭曲線のデータセットに適用され及びその際半径が定義された円の展開が全体輪郭曲線上でシミュレーションされ、及び接触相手の原材料表面上での輪郭推移をシミュレーションする展開線が全体輪郭曲線にわたって得られる。続いて、展開線及び全体輪郭曲線と境を接する全体面積が計算又は積分され、全体面積が第一の特性値として規定される。
【００２１】
本方法の一発展形態では、第一の特性値を使って第二の特性値が決められる。これは、原材料表面に関する全体面積の三次元への投影と、総容積の計算を、第二の特性値として含んでいる。
【００２２】
他の発展形態では、全体面積の計算には、各輪郭曲線深さ値のために展開線と比べた相違を特定し、及び各輪郭曲線深さ値と対応する展開線セクションとの間の個々の表面積を輪郭曲線深さ値の位置関数として断面線に沿って特定することが含まれている。こうして断面線に沿って個々の表面積が加算される。
【００２３】
さらに第一の特性値は、区間に関して正規化され及び第二の特性値は面積に関して正規化され得る。このことは、輪郭曲線セクションの長さがさまざまである場合に、比較等のための基本作成に有利である。
【００２４】
こうして関数をシミュレーションする第一の特性値が潤滑に関係するオイル量のための尺度であってよく、そこから投影された第二の特性値は構成部品被膜表面の理論的オイル保持量を示し得る。円の定義された半径は、例えばピストンリングの理論的走行輪郭に相当する展開線を特定するために、ここでは約１００ｍｍである。
【００２５】
他の特性値、例えばカバーオイル量、特に孔比率、平均孔幅、孔輪郭曲線から平均孔セクション面積を決めることもできる。
【００２６】
一般に、構成部品被膜表面と摩擦相手は、特にヘッドガスケットの漏止ビードに沿ってクランクケースとシリンダーヘッドの分離面に静的気密系を形成しており、その際ここでは関数をシミュレーションする第一の特性値が理論的シーリングギャップを示す。漏止ビードの理論的輪郭推移に相当する、展開線を特定するための円の定義された半径は、異なったシール形態及びシール要件に適合するために選択可能であり、この半径は例えば１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲にある。
【００２７】
さらに、他の特性値、特に最大の単独ギャップ面積を決めることもできる。
【００２８】
本方法を使用することにより、関数をシミュレーションする特性値のための許容誤差を技術的製品文書に記載することができ、及び超過した場合のために工程指示書が用意されてよい。輪郭曲線深さを決めるための方法として、特に光学的輪郭曲線測定法又は触針法、特にＩＳＯ３２７４に準拠した触針法が考えられる。
【００２９】
さらにこのシミュレーション方法は、加工固有に及び原材料固有に差異化可能な表面構造のための特性値の特定を含んでいてよい。その際構成部品被膜表面の全体輪郭曲線が原材料固有の孔輪郭曲線と加工輪郭曲線に分離される。従来技術で公知の検査方法と表面評価方法では、本発明による構成部品の熱溶射被覆のような構成部品表面、例えばシリンダーピストンのピストン摺動面を総合的に評価するため、上述のように本発明による構成部品表面が有している加工や被膜作業のような原因を割り当てることは不可能である。構成部品はその最終的な表面処理を得るために複数の製造工程及び／又は加工工程を経ている。そのため、技術的表面構造を鑑別するための本発明による鑑別法を使用して、由来に特化して表面構造の部分を特定することが求められる。
【００３０】
原材料本来の表面粗さを備えた、表面加工法を使用して加工された構成部品の表面構造、例えばシリンダーのピストンの滑走面の鑑別は、次のように行われる：
【００３１】
生成理由又は構造の原因をその種類に従って確認できるようにするために経験的知識を根拠とし、それによって構造部分を互いに分離することができる。その後、互いに分離した構造部分に異なった評価法が実施される。
【００３２】
そのために、輪郭曲線深さ特定法を実施後に、構成部品被膜表面セクションの表面構造全体が、原材料本来の表面粗さと共に検出され、及び全体輪郭曲線として示される。全体輪郭曲線は、断面線に沿って得られる輪郭曲線深さ値のデータセットとして、あらかじめ決められた測定基本線の回りに記録される。
【００３３】
次に同じ輪郭曲線深さ特定法を使用して、原材料本来の表面粗さを備えていない、表面加工された技術的構成部品表面セクションの表面構造の全体が検出され、及び加工輪郭曲線として示される。これはデータセットとして断面線に沿って得られる輪郭曲線深さ値が、あらかじめ決められた、それぞれ１つの位置に測定基本線の長さに沿って配置された測定基本線の回りに記録される。
【００３４】
それに続いて、すべての加工輪郭曲線深さ値の、表面加工法に特徴的な頻度分布の歪みの計算と、特徴的な規定歪み値としてこの歪みの定義が表面加工法のために行われる。
【００３５】
さらに、開始線が、全体輪郭曲線の測定基本線に対して平行に、最も深い輪郭曲線深さ値に一致して伸びるよう全体輪郭曲線内で決められ、及び開始線が接する全体輪郭曲線の輪郭曲線深さ値の頻度分布の第一の歪みが、開始線のところで算出される。こうして互いに段階的に間隔を置いた中間線が開始線と測定基本線の間に定義され、開始線を起点として段階的に、対応する中間線に接する全体輪郭曲線の輪郭曲線深さ値の頻度分布の歪みも算出される。
【００３６】
開始線に基づいて算出された歪みが基準歪みと比較される。全体輪郭曲線の特定の中間線の歪みが基準歪みと一致すると、特定の中間線に接しているすべての輪郭曲線深さ値が選択される。その後、これらの輪郭曲線深さ値が孔輪郭曲線として表示される。この選択によって、加工法により生じた「加工輪郭曲線」が残り、及びその点においては全体輪郭曲線から分離される結果となる。
【００３７】
こうして経験的知識を使うことで構造分離がほぼ可能になり、この経験的知識は、原材料本来の表面粗さを備えていない構成部品に表面粗さを備えた構成部品と同じ加工法を実施することにより得られる。例えば孔のない構成部品内でどの形状部分がホーニング構造を持っているかが調査され、及びそこから孔のある構成部品のホーニング構造の分離が導き出される。この方法は、原因に割り当てられた表面構造を、分離し選択して評価することを可能にする。
【００３８】
潤滑に関するオイル量の尺度として関数をシミュレーションする第一の特性値が、及びそこから投影された原材料表面の理論的オイル保持量を示す第二の特性値が、それぞれ全体輪郭曲線、孔輪郭曲線及び加工輪郭曲線のために決められてよい。
【００３９】
さらに、本方法の他の一実施形態では、選択された輪郭曲線深さ値が孔輪郭曲線に関連づけて表示され得る。全体輪郭曲線の測定区間の基準から外れた基準、特に拡大された基準で示された場合、孔輪郭曲線は特に明確に示される。孔、つまり原材料の凹凸又は原材料の粗さが互いにつながり合って示され、加工輪郭曲線も同様に示される。
【００４０】
構造分離の後、加工輪郭曲線セクション及び／又は孔輪郭曲線セクションから、既に国際規格化された特性値（例えばＲｚ、Ｒａは単位μｍ、ＩＳＯ４２８７）も関数をシミュレーションする特性値も評価が可能であり、前述のシミュレーション方法を適用することができる。その際、特性値のアルゴリズムが、加工輪郭曲線セクション及び／又は孔輪郭曲線セクションの、デジタルで示され構造分離されたデータセットに適用される。
【００４１】
原材料輪郭曲線と加工輪郭曲線を良好に分解又は分離するためには、中間線相互の間隔及び開始線と測定基本線との間隔が１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲にあり、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲にあり、最も好ましくは１０ｎｍである。
【００４２】
図は、表面のためのシミュレーション法及び鑑別法を模式的に明確にするものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】特性値として理論的全オイル保持量を算出するための、ピストンリングの理論的輪郭推移に相当する、本発明により作られた展開線を備えた、加工された孔のあるシリンダー摺動面の測定輪郭曲線である。
【図２】特性値として理論的シーリングギャップを算出するための、漏止ビードの理論的輪郭推移に相当する、本発明により作られた展開線を備えた、クランクケース／シリンダーヘッド表面の測定輪郭曲線である。
【図３】別の特性値を算出するための、図１の加工された孔のある構成部品被膜表面の輪郭曲線セクション全体、及びここから分離された加工輪郭曲線セクション及び孔輪郭曲線セクションである。
【図４】図３の輪郭曲線セクション全体である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
このシミュレーション方法は、構成部品被膜表面構造のための特性値を求める役割を果たし、この構成部品被膜表面は、２つの例で明確にされるように摩擦相手と相互作用する：１つ目では構成部品のシリンダー摺動面／ピストンリングのために理論的オイル保持量及び別の関数をシミュレーションする特性値が図１に基づいて算出され、２つ目では静的気密系（例えばヘッドガスケットの漏止ビードに沿ったクランクケースとシリンダーヘッドの分離面に対する気密特性）のために理論的シーリングギャップ及び他の関数をシミュレーションする特性値が図２に基づいて算出される。
【００４５】
図１は、シリンダー摺動面／ピストンリング系のための関数をシミュレーションする特性値の算出を示している。ピストンリングの理論的走行輪郭ＬＫＲとシリンダー摺動面で測定された表面輪郭曲線との差が、特性値「ピストンリングシミュレーションに従った理論的オイル保持量」の基本である。
【００４６】
ここで理論的オイル保持量はＶＯｉｌ，ｇｅｓａｍｔ、単位［μｍ2／ｍｍ3］と呼ばれ、これは図１からわかるように、全体輪郭曲線のために算出されている。詳細に判定するため、図３でわかるように、全体輪郭曲線の表面構造は孔輪郭曲線と加工輪郭曲線に分離することが可能である。加工輪郭曲線から加工構造に基づいた理論的オイル保持量ＶＯｉｌ，Ｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇ（摺動面ホーニングではＶＯｉｌ，Ｈｏｎｕｎｇ）が単位［μｍ2／ｍｍ3］で、並びに孔輪郭曲線から、孔のような原材料固有の又は被膜固有の表面構造に基づいた理論的オイル保持量ＶＯｉｌ，Ｐｏｒｅｎが単位［μｍ2／ｍｍ3］で、算出される。
【００４７】
やはり特に構造分離に従って特定され得る別の特性値は、孔比率［％］、平均孔幅［μｍ］及び平均孔セクション面積［μｍ2］である。特性値ＶＯｉｌ，Ｄｅｃｋｅｌ［μｍ2／ｍｍ3］はシリンダーカバー、シリンダーヘッドカバー又はバルブカバーのようなカバーの理論的オイル保持量を記述している。
【００４８】
加工固有の理論的オイル保持量ＶＯｉｌ，Ｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇの特性値計算の基本は、原材料固有の及び加工固有の表面構造の分離である。ＶＯｉｌ，Ｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇは、軸方向に記録された加工輪郭曲線（図３参照）から計算される。対応する輪郭曲線のデジタルデータセット、例えば全体輪郭曲線（図１）に計算プログラムで数理的形態学的方法を使用して、摺動面上でのピストンリング推移の関数がシミュレーションされ、この方法では定義された半径（ここでは１００ｍｍ）を持つ円の展開が輪郭曲線上でシミュレーションされる。この場合、このようにして生成された展開線ＬＫＲが、摺動路におけるピストンリングの運動線と類似していることが前提となる。展開線ＬＫＲと表面輪郭曲線との間の隙間は、潤滑のための、又はオイル消費に関するオイル量のための尺度である。この尺度は例えばＶＯｉｌ，Ｇｅｓａｍｔで、すべての個別隙間面積の合計から全体面積として、及びそれに続く三次元への投影が体積として計算される。輪郭曲線セクションの長さが異なっている場合も比較可能な結果を得るためこの計算された体積は１ｍｍ2に正規化される。ＶＯｉｌ，Ｇｅｓａｍｔ、ＶＯｉｌ，Ｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇ及びＶＯｉｌ，Ｐｏｒｅｎの単位はμｍ3／ｍｍ2である。
【００４９】
ＶＯｉｌ，Ｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇ及びＶＯｉｌ，Ｐｏｒｅｎは、ＶＯｉｌ，Ｇｅｓａｍｔと同様に算出されるが、ＶＯｉｌ，Ｐｏｒｅｎは孔輪郭曲線で、及びＶＯｉｌ，Ｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇは加工輪郭曲線で、図３に示されたように、全体輪郭曲線の構造分離から得られる。
【００５０】
図３は、構成部品原材料に条件付けされた構造（孔輪郭曲線セクション）及び加工法によって生成された加工輪郭曲線セクションの、加工された、孔のある構成部品被膜表面の全体輪郭曲線セクションからの分離を示している。分離された輪郭曲線セクションは、本発明により算出された特性値のための表面の評価の基本となり得る。表面の輪郭曲線セクションは、光学的輪郭曲線測定法によって、又は好ましくは触針法によって測定される。その際測定基本線から外れた輪郭曲線深さ値は、断面線に沿って検出される。
【００５１】
機械的触針法では、触針先端が一定の速度で、加工された構成部品被膜表面の上を操作される。測定輪郭曲線は、加工物表面に対して平行に伸びる測定基本線に対して垂直な触針先端の位置移動から求められ、この位置移動は基本的に誘導型の位置測定システムによって検出される。その際輪郭曲線深さ値を含むデータセットは、測定線に沿って得られる。
【００５２】
表面鑑別法は、図３及び図４で図示されているように、原材料によって条件付けされた構造を加工法によって作られた表面構造と分離させることを可能にし、このことが表面の別の評価のための基本となり得る。
【００５３】
原材料及び加工に条件付けされた表面構造を分離する基礎として、まず輪郭曲線セクション又は測定輪郭曲線が加工された構成部品表面から作られる。この構成部品表面は孔を備えておらず、それによって加工構造だけが示される。それゆえに、このような輪郭曲線セクションは経験的知識として援用され得る。得られたデータセットは輪郭曲線深さ値を含み、輪郭曲線深さ値の頻度分布の歪み計算の基本とされる。この歪みは、輪郭曲線深さ値の統計的配分の傾斜度を示す。孔なしの構成部品を使って算出された歪みは、それぞれの加工法の特徴となり、例えば左右対称の又は程度の異なったプラトー様の構造が構造の高さ形状とは無関係に、つまり施された加工が粗いか細かいかに無関係に表面特徴を説明する。この、加工法のために特徴的な歪みは、基準歪みとして構造分離のための重要なパラメータである。
【００５４】
経験的知識を獲得後に孔のある原材料の加工された表面で実施された光学的測定法又は触針法により、図３及び図４に示された全体輪郭曲線セクションが、測定線に沿って検出された輪郭曲線深さ値から得られる。分離を実施するためにここで開始線ＳＬが定義されるが（図４参照）、この開始線は測定基本線ＧＬに対して平行に、孔のある原材料表面の測定輪郭曲線の最も深い箇所にある、つまり最も深い輪郭曲線深さ値に接している。
【００５５】
段階的に開始線ＳＬから出発して測定基本線ＧＬの方向に、あらかじめ決められた、好ましくは調整可能な段階で、例えば１０ｎｍ刻みで、中間線ＺＬが定義され、その際各中間線ＺＬのために（場合によって開始線ＳＬのためにも）輪郭曲線深さ値の頻度分布の歪みが算出され、この歪みはそれぞれ中間線（又は開始線ＳＬ）に接している。「接している輪郭曲線深さ値」とは、本願では中間線と交わる輪郭曲線深さ値のことも意味している。
【００５６】
各中間線ＺＬに対して計算された歪みは、基準歪みと比較される。その歪みが基準歪みと一致している中間線ＺＬ＊では、すべての構造谷間が、つまり中間線ＺＬ＊によって切り取られるすべての輪郭曲線深さ値が、測定基本線ＧＬから出発してデジタルに全体輪郭曲線セクションから選択されかつ関連づけられて孔輪郭曲線セクションに表示される（図３参照）。しかしこの場合、基準は測定線に沿って変化する。孔輪郭曲線セクションは孔の分布を測定線に沿って再現しており、これは原材料又は被膜にとって典型的である。
【００５７】
全体輪郭曲線は孔輪郭曲線が除去された箇所にずらされ、その結果全体輪郭曲線セクションから加工輪郭曲線セクションが図３のように示される。
【００５８】
この分離方法は、自動化されてコンピュータにより適切なアルゴリズムを使用して実施可能であり、当該アルゴリズムは、歪みの算出、歪みと（データベース内に格納することのできる）基準歪みとの比較、及び基準歪みに一致する歪みを備えた線ＺＬ＊が交わる輪郭曲線セクションの「選別」と孔輪郭曲線セクションへのまとめ、及び加工輪郭曲線セクションの作成を可能にする。
【００５９】
孔輪郭曲線セクションも加工輪郭曲線セクションも、表面の別の評価の基礎とすることができる。その際得られた孔輪郭曲線セクションと加工輪郭曲線セクションは、データセットとしてあり、図３に示されたように視覚的に表示可能でありかつ／又は表面特性値の計算のために援用できる。
【００６０】
表面構造分離はそれ自体は表面構造の評価につながらないが、有意義な評価の前提条件となる。構造分離は上述のように自動化されて進行し、特に異なった加工法のためにも（適切な経験的知識を見つけることにより）適合され得る。それによってパラメータと特性値を使った評価のための基礎がもたらされる。例えばフィルタリングのような、これまで公知のデータ処理法とは異なり、本発明による方法は、幅が広く深い孔がある表面で非常に精細な加工を行う場合のような極端な対比が存在する場合でも、非常に顕著な孔が現れた場合にこれまでは加工構造を遮蔽してしまうために加工構造を特性値で評価することがほとんど不可能であったような不都合をもたらさない。
【００６１】
別の関数をシミュレーションする特性値は、静的な気密系に関連するファクターであり、例えばヘッドガスケットの漏止ビードに沿ったクランクケースとシリンダーヘッドの分離面に対する気密特性に関する理論的シーリングギャップであるシーリングギャップは、ここでも上述の円の展開線が計算されることで、フィルタリングされていない表面全体輪郭曲線で求められる。この場合半径はシールの性質に適合される。こうして例えば約１ｍｍの小さい半径では、複数のフルビード及び金属層ガスケットの厚い被膜が選択され、半径が大きくなるとそれに対応して薄い被膜が選択される。計算された展開線と表面全体輪郭曲線の間の隙間は、予想されるシーリングの尺度である。シーリングギャップは、特性値Ｄｆと呼ばれ、個別隙間面積の合計から全体面積（単位μｍ2）として計算される。輪郭曲線セクションの長さが異なっている場合も比較可能な結果を得るためこの計算された面積は１ｍｍに正規化される。
【００６２】
このファミリーからの別の特性値はＤｆｍａｘ（単位μｍ2）である。これは最大の個別隙間面積である。
【００６３】
関数をシミュレーションする特性値の特性値特定のために、本願では人間による知的活動の干渉は不要であり、測定変数と輪郭曲線を入力すると特定法全体が自動的に進行する。特徴の１つとして、さまざまなシール形態と要件における理論的シーリングギャップの特性値がパラメータ化可能であること（適合可能性）がある。
【００６４】
関数をシミュレーションするすべての特性値のために、許容誤差を技術的製品文書に記載することができる。これを超えた場合の手順は、例えば工程指示書のような同時供給された書類に従う。
【００６５】
図２では、水平線の間隔は１μｍであり、示された測定区間の幅はおよそ１２ｍｍである。同じ単位は図１、ＶＯｉｌ，Ｇｅｓａｍｔの表示にも適用される。図１及び２の輪郭曲線の基準は異なっていることに注意すること。
【００６６】
図２の測定輪郭曲線はシーリングギャップを特定するための基本として、測定された、フィルタリングされていない輪郭曲線である（全体輪郭曲線）。測定方法として、触針法（ＩＳＯ３２７４に準拠）も、他の方法、例えば光学的輪郭曲線測定法も考えられる。シミュレーション方法により、関数に関する、簡単で詳細な、及び摩擦相手に関する表面評価が、ソフトウェア技術で簡単なモデルを使って関数挙動をシミュレーションする特性値によって可能になる。つまり、表面評価は関数特性に対する相関関係において、摩擦相手に応じて行われる。すべての周知の特性値は、観察する表面のみが摩擦相手とは無関係に評価される。
【図１】
0006034882.tif 000002
【図２】
0006034882.tif 000003
【図３】
0006034882.tif 000004
【図４】
0006034882.tif 000005