DE102009033356A1 - Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerringes - Google Patents

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    • C21D2211/001Austenite

Abstract

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Herstellung korrosionsbeständiger, aus Stahl hergestellter Lagerringe, insbesondere Großwälzlagerringe, mit hoch beanspruchten Laufbahnen für die Wälzkörper. Um einen Wälzlagerring aus legiertem Stahl unabhängig von der Wälzlagerringgröße zuverlässig mit einer ausreichend hohen Härte zumindest im Bereich der Wälzkörperlaufflächen zu versehen, wird zumindest der Bereich der Wälzkörperlauffläche (3) kalt, indem die Wälzkörperlauffläche (3) mittels eines Sprengmittels (14) einer Schockwellenverfestigung unterzogen wird.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Herstellung korrosionsbeständiger, aus Stahl hergestellter Lagerringe, insbesondere Großwälzlagerringe, mit hochbeanspruchten Laufbahnen für die Wälzkörper.
  • Die Erfindung bezieht sich auf das Verfestigen hochlegierter, austenitischer Wälzlagerstähle für Wälzlagerringe, die in einer aggressiven, insbesondere hochkorrosiven Umgebung eingesetzt werden. In derartigen Einsatzfällen, beispielsweise für Lagerungen, die Meerwasser ausgesetzt sind, können Wälzlager herkömmlicher Bauform nur begrenzt aus martensitischen Stählen gefertigt werden. Bei Einsatzfällen, in denen abgedichtete Lagertypen aus technischen Gründen nicht verwendet werden können, besteht ein besonderer Bedarf an hoch medienbeständigen Werkstoffen. Für derartige Einsatzfälle eignen sich bei stählernen Wälzlagerringen im Wesentlichen nur noch Austenite als Wälzlagerringwerkstoffe.
  • Um diesen Wälzlagerringen eine hohe Einsatzbeständigkeit durch Sicherstellung einer hohen Streckgrenze zu verleihen, müssen die sie zumindest im Bereich ihrer Laufflächen verfestigt werden. Eine Möglichkeit dazu besteht in dem sog. Einsatzhärten, das allerdings mit dem Verlust der Korrosionsbeständigkeit einhergeht. Für kleinere Lagertypen sind auch mechanische Umform- und Verfestigungsverfahren, wie z. B. Fließpressen, Walzen und Hämmern denkbar, die insoweit eine noch ausreichende Tiefenwirkung haben.
  • Für größer zu dimensionierende Wälzlager sind die vorgenannten Verfahren aus technischen Gründen nicht oder nur mit erheblichem Aufwand und damit oft nicht mehr wirtschaftlich anwendbar. Diese Einschränkungen resultieren unter anderem aus den hohen Kräften und den Maßabweichungen bei der Weichumformung zu härtender Stähle, sowie aus dem begrenzten Bauraum zur Verfestigung verfügbarer Anlagen.
  • Zur Verbesserung der Betriebseigenschaften von Wälzlagerringen sind auch andere Ansätze gewählt worden. So ist beispielsweise aus der DE 692 19 330 T2 ein Wälzlager bekannt, bei dem zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit die Wälzkörperlaufflächen von Zinklegierungs-Plattierungsschichten gebildet sind, die auf dem inneren und dem äußeren Lagerring in einer Dicke von weniger als 25,4 μm aufgebracht sind.
  • Ein positiver Effekt auf die Festigkeit des Wälzlagerringes ergibt sich dadurch allerdings nicht, weil die Zinklegierungs-Plattierungsschicht weicher als der darunter liegende, hochfeste Stahl ist.
  • Die Europäische Patentschrift EP 0 883 779 B1 erwähnt im Zusammenhang mit einer Explosionskammer, die zur besonders effektiven Schall- und Druckdämmung mit Modulen versehen ist, die eine Energie absorbierende, verdampfbare Flüssigkeit enthalten und um das Sprengmittel herum angeordnet sind, nur kursorisch das Explosivhärten von Oberflächen austenitischer manganlegierter Stähle.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren anzugeben, um einen Wälzlagerring aus legiertem Stahl unabhängig von der Wälzlagerringgröße zuverlässig mit einer ausreichend hohen Festigkeit zumindest im Bereich der Wälzkörperlaufflächen zu versehen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Demgemäß wird bei dem Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerringes zumindest der Bereich der Wälzkörperlauffläche kalt verfestigt, indem die Wälzkörperlauffläche mittels eines Sprengmittels einer Schockwellenverfestigung unterzogen wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen und deren Erläuterung.
  • Besonders geeignet als Grundwerkstoff für derartige nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnde Wälzlagerringe sind – ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt ist – Mangan-, Chrom- und Stickstoff-legierte Austenite, wie sie beispielsweise in der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 043 134 A1 im Einzelnen beschrieben sind. Derartigen Stählen kann durch mechanische Mikroumformungen und gegebenenfalls anschließende thermische und/oder mechanische Nachbehandlungen eine Härte von mehr als 700 HV1 verliehen werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, dass es unabhängig von der Bauteilgröße der zu behandelnden Wälzlagerringe angewendet werden kann und für verschiedenste Lagerkonfigurationen eine universell anwendbare Schockwellenverfestigung durch Einsatz eines Explosivverfahrens ermöglicht. Das erfindungsgemäße Verfahren erzielt mit vergleichsweise überschaubarem Aufwand überraschend hervorragende Verfestigungen der durch die Wälzkörper im Betrieb hoch belasteten Wälzkörperlaufflächen.
  • Mit dem Begriff „Wälzkörperlauffläche” oder „Laufbahn” ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht nur die geometrische Oberfläche gemeint, sondern in für den Wälzlagerbau üblicher Bezeichnung auch die unter der Wälzkörperkontaktfläche (Oberfläche) liegende Materialschicht, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit ausreichender Schichttiefe kalt verfestigt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt als weiteren Vorteil eine Verfestigung der Wälzkörperlauffläche oder Wälzkörperlaufbahn auch außerhalb bzw. unabhängig von härtereitechnischen Anlagen, so dass das Verfahren auch „vor Ort” auf einer Baustelle oder an einem Reparaturort angewendet werden kann.
  • Nach der Verfestigung können die Wälzkörperlaufflächen bevorzugt hartgedreht sowie thermisch und/oder mechanisch nachbearbeitet werden.
  • Bei einer vorteilhaften, aufwandsarmen Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Sprengmittel unmittelbar auf den zu verfestigenden Wälzkörperlaufflächen angeordnet und detoniert.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein an die Kontur der zu verfestigenden Wälzkörperlauffläche angepasstes Formteil in einem Abstand zu der zu verfestigenden Wälzkörperlauffläche positioniert wird und ein der Wälzkörperlauffläche abgewandter Bereich des Formteils mit dem Sprengmittel beaufschlagt wird derart, dass das Formteil bei Detonation des Sprengmittels zu der zu verfestigenden Wälzkörperlauffläche hin beschleunigt wird und auf diese auftrifft. Durch das Formteil wird die thermische Belastung der Wälzlagerringe reduziert. Das auch als Flugplatte bezeichnete Formteil trifft so mit hoher kinetischer Energie auf die Wälzkörperlauffläche bzw. die Lagerlaufbahn auf und erzeugt dort mindestens eine in den Wälzlagerring laufende Schockwelle. Diese führt zu einer überraschend hohen und zuverlässigen Verfestigung und Härtung der Lagerringlaufbahn und ermöglicht eine Härtung durchaus in Bereiche von ca. 550 bis 650 HV1.
  • Um einen besonders hohen Verfestigungswirkungsgrad zu erreichen, ist der Wälzlagerring durch entsprechend stabile Halteelemente und/oder Fixierungen abgestützt und fixiert. Ein Lagerinnenring kann dazu insbesondere an seiner Bohrung, zudem aber auch an etwaigen Anlaufflächen (Stirnflächen) verspannt und fixiert werden. Lageraußenringe werden bevorzugt an ihrer äußeren Mantelfläche und ebenfalls an ihren Stirnflächen fixiert. Das Material der Halterungen sollte eine hohe Streckgrenze und auch eine ausreichende Zähigkeit besitzen, um sowohl der in den Ring eingeleiteten Stoßwelle als auch der an dem freien Ende austretenden Reflexionswelle standzuhalten.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt das Formteil in Ausgangslage (d. h. vor der Detonation des Sprengmittels) mit einem seiner Endbereiche unter einem spitzen Winkel an der zu verfestigenden Wälzkörperlauffläche an. Von dort aus erstreckt sich das Formteil bevorzugt mit zunehmendem Abstand quasi teilspiralförmig von der Wälzkörperlauffläche weg. Der definierte Winkel im Anlagebereich des Formteils an die Wälzkörperlauffläche ist abhängig von der spezifischen Detonations- und Partikelgeschwindigkeit des jeweiligen Sprengmittels und bewirkt vorteilhafterweise, dass das Formteil (bzw. die sog. Flugplatte) so beschleunigt wird, dass es beim Aufprall im Wesentlichen im rechten Winkel auf die zu verfestigende Fläche trifft.
  • Eine verfahrenstechnisch besonders bevorzugte Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass mehrere Formteile verwendet werden, deren Aufprallbereiche auf der Wälzkörperlauffläche überlappen. Damit können auch große Wälzkörperringe zuverlässig verfestigt werden, wobei die Positionierung mehrerer Formteile einfacher und aufwandsärmer ist als eine exakte Positionierung eines einzelnen Formteils, das sich im Wesentlichen über die gesamte zu verfestigende Wälzkörperlauffläche erstrecken müsste.
  • Besonders bevorzugt werden als Formteile Bleche oder Platten verwendet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann mehrfach auf dieselben Wälzkörperlaufflächenbereiche angewendet werden, wodurch sich besonders gute Resultate und eine mit jeder Wiederholung gesteigerte Härte realisieren lassen. Aus wirtschaftlichen Erwägungen hat sich eine drei- bis vierfache Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf dieselbe Laufbahn als optimal erwiesen.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird als Sprengmittel ein plastischer Sprengstoff, eine Sprengstoffschnur und/oder eine Sprengfolie verwendet. Das Sprengmittel sollte dabei eine relativ hohe sog. Brisanz besitzen, so dass durch die Detonation innerhalb kürzester Zeitspannen (von beispielsweise 2 μs) Drücke von mehr als 20 GPa erzeugt werden. Verwendet werden können handelsübliche Sprengstoffe oder Sprengmittel, z. B. die unter dem Produktnamen Nitropentaseismoplast oder Komposit B bezeichnet werden. Diese weisen eine Detonationsgeschwindigkeit von VD = ca. 5.000 bis 9.000 m/s bei Partikelgeschwindigkeiten von 1.250 bis 2.250 m/s auf. Die Versetzungsdichte im Material des Wälzlagerringes steigt mit der Detonationsgeschwindigkeit. Versuche haben ergeben, dass die Leerstellendichte nach der Stoßwellenbehandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren drei- bis viermal höher liegen kann als nach einem Walzumformen mit entsprechend gleichem Verformungsgrad.
  • Ergänzend kann der Bereich der Wälzkörperlauffläche nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung durch Festwalzen, Kugelstrahlen und/oder Laser Shock Peening verfestigt werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine erste Realisierungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens in Aufsicht und Seitenansicht eines zu behandelnden Wälzlagerinnenringes,
  • 2 eine weitere Verfahrenausführungsmöglichkeit,
  • 3 schematisch den Härteverlauf in einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten konvexen Innenringlauffläche und
  • 4 schematisch den Härteverlauf in einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten konkaven Außenringlauffläche.
  • 1 zeigt einen Wälzlagerinnenring 1, der aus einem hochfesten, nicht rostenden austenitischen Stahl hergestellt sein kann, wie er beispielsweise in der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 043 134 A1 ausführlich beschrieben ist. Zumindest der Bereich 2 der Wälzkörperlauffläche 3 wird wie nachfolgend beschrieben kalt verfestigt. Unter Bereich der Wälzkörperlauffläche 3 ist sowohl die eigentliche Lauffläche (Oberfläche oder Kontaktfläche) des Wälzlagerinnenringes zu verstehen, die mit den hier nicht dargestellten Wälzkörpern in abrollendem Wälzkontakt steht, als auch eine ausreichende zu verfestigende Materialschichttiefe unterhalb der eigentlichen Kontaktfläche.
  • Ein aus einem geformten Blech oder einer geformten Platte gebildetes Formteil 4, das in seiner Kontur 5 der Kontur der zu verfestigenden Walzkörperlauffläche 3 angepasst ist, ist mit seinem einen Ende 6 in tangentialem Kontakt 7 mit der Wälzkörperlauffläche 3. Durch einen entsprechend größer gewählten Radius oder eine sich teilspiralförmig wegerstreckende Form nimmt der Abstand 8 des Formteils 4 zum Wälzlagerinnenring 1 zu seinem anderen Ende 9 hin ab. In der dargestellten Konfiguration schließt somit das Formteil mit der Wälzkörperlauffläche an dem tangentialen Kontakt einen spitzen Winkel α ein. Auf seiner der Wälzkörperlauffläche 3 abgewandten Seite 10 ist das Formteil 4 mit einer Sprengstoffschicht 12 versehen, indem auf dieser Seite 10 gleichmäßig ein Sprengmittel 14 verteilt ist. Das Sprengmittel 14 wird bedarfsweise durch einen sog. Initialzünder 16 zur Detonation gebracht.
  • Nach Zündung des Initialzünders 16 wird das Formteil 4 in Pfeilrichtung 17 mit hoher Geschwindigkeit auf die Wälzkörperlauffläche beschleunigt und trifft dort innerhalb weniger μs auf. Das Formteil 4 wird deshalb auch als Flugplatte bezeichnet. Das auftreffende Formteil injiziert damit bei seinem Aufprall mit hoher kinetischer Energie wenigstens eine Stoßwelle in das Material des Wälzlagerinnenringes 1. Diese Stoßwelle führt zu einer hohen Leerstellendichte bzw. einer hohen Versetzungsdichte, die eine signifikante Härtegraderhöhung des Materials auf bis zu 650 HV1 bewirkt. Um die gesamte Laufbahn des Lagerinnenringes 1 entsprechend zu behandeln, können auch mehrere (in 1 nicht gezeigte) derartige Formteile schuppenartig überlappend über den Gesamtumfang angeordnet sein. Es kann auch schrittweise, d. h. teilumfangsweise gearbeitet werden, indem anschließend das Formteil 4 einen anschließenden Umfangsbereich der Wälzkörperlauffläche beaufschlagt.
  • Um eine möglichst optimale Umwandlung der kinetischen Energie des Formteiles 4 beim Aufprall auf den Wälzlagerring 1 sicherzustellen, ist der Wälzlagerring 1 von einer Halteeinrichtung 20 in seiner Bohrung 21 gehalten und fixiert, die zusätzlich einen sog. Wälzlagerringbord 22 unterstützt.
  • In 2 ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hier wird eine Vielzahl von Formteilen 30 verwendet, wobei jedes Formteil einen Teilumfang der Wälzkörperlauffläche 31 eines Wälzlagerinnenrings 32 beaufschlagt. Das jeweilige Formteil 30 ist mit einem konstanten Abstand (z. B. 34, 35) zu der zu behandelnden Wälzkörperlauffläche 31 angeordnet. Die Formteile 30 sind wie vorstehend beschrieben jeweils mit einer Sprengmittelschicht 36 (die nur andeutungsweise dargestellt und nur bei einigen Formteilen explizit mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnet ist) auf ihrer rückseitigen, dem Wälzlagerinnenring 32 abgewandten Seite versehen. Die Formteile sind dabei so angeordnet, dass sich ihre Einwirkungsbereiche bzw. Aufprallbereiche auf der Wälzkörperlauffläche 31 überlappen. Die zur Zündung des Sprengmittels erforderlichen Initialzünder sind in 2 nicht dargestellt. Diese Verfahrensausgestaltung hat den Vorteil, dass die Positionierung der nur Teilbereiche oder Teilflächen der Wälzkörperlauffläche beaufschlagenden Formteile (Flugplatten) relativ einfach möglich ist und durch die Formteilüberlappungen eine zuverlässige Beaufschlagung der gesamten Wälzkörperlauffläche sichergestellt ist. Auch hier ist der Wälzlagerinnenring wie zuvor beschrieben durch eine nicht näher dargestellte Halterung 39 fixiert und unterstützt, um ein Höchstmaß der kinetischen Energie der jeweiligen Formteile beim Aufprall auf den Wälzlagerinnenring in die erwünschten Schockwellen zur Verfestigung des Wälzlagerringmaterials sicherzustellen.
  • Bevorzugt sind die Formteile 30 als Bleche oder Platten 40 ausgeführt, deren Radius so gewählt ist, dass sie wie in 2 dargestellt auf konzentrischen Teilkreisen 41 um den Wälzlagerringmittelpunkt liegen.
  • Die Formteile nach 1 und 2 haben den zusätzlichen positiven Effekt, dass sie die thermische Belastung des zu behandelnden Wälzlagerringes reduzieren und somit ein Hochanlassen mit Entfestigung und Korngrenzausscheidungen vermieden wird.
  • Als Sprengmittel können beispielsweise handelsübliche Sprengstoffe wie Nitropentaseismoplast verwendet werden. Bei Anwendung einer Sprengfolie weist diese je nach Art und gewünschter Härte bevorzugt eine Dicke zwischen 6 und 12 Millimetern auf. Bevorzugt wird der Sprengstoff mittels eines Klebstoffes an den Formteilen fixiert. Um eine gleichmäßige Sprengwirkung zu erreichen wird der Klebstoff bevorzugt mit einer konstanten Schichtdicke aufgetragen. Um Ungleichmäßigkeiten bei der Detonation des Sprengstoffes zu verhindern wird der Klebstoff unter Vermeidung von Lufteinschlüssen appliziert.
  • 3 zeigt einen schematischen Härteverlauf mit über der Tiefe bzw. Dicke [mm] auf der Ordinate aufgetragener Härte [HV1] der verfestigten Materialschicht einer konvexen Fläche, nämlich der Laufbahn eines Wälzlagerinnenrings, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Man erkennt eine überraschend hohe, auch in einigen Millimetern Schichttiefe noch signifikante Verfestigung/Härtung nach der Durchführung der Sprengung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und auch nach erfolgter Auslagerung eine deutliche Verfestigung, insbesondere in den oberflächennahen Schichttiefen.
  • 4 zeigt entsprechend der Darstellung in 3 einen schematischen Härteverlauf mit über der Tiefe bzw. Dicke [mm] auf der Ordinate aufgetragener Härte [HV1] der verfestigten Materialschicht einer konkaven Fläche, nämlich der Laufbahn eines Wälzlageraußenrings, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Man erkennt eine überraschend hohe, auch in einigen Millimetern Schichttiefe noch signifikante Verfestigung/Härtung nach der Durchführung der Sprengung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, die auch nach erfolgter Auslagerung insgesamt nur leicht abnimmt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird ein neuer Weg hinsichtlich der Verfestigung der Laufbereiche von Wälzlagerringen beschritten, wobei hochlegierte, korrosionsbeständige hochverfestigte Materialien unter Beibehaltung ihrer positiven Eigenschaften – nämlich ihrer Korrosionsbeständigkeit und auch ihrer amagnetischen Eigenschaften – selbst bei außerordentlich großer Bauteilgröße technisch beherrschbar und mit vergleichsweise überschaubarem Aufwand zuverlässig verfestigt werden können. Damit erhalten die Stähle eine für eine optimierte Dauerfestigkeit ausreichende Tragfähigkeit. Vorteilhafterweise können die Laufbahnen bzw. Wälzkörperlaufflächen außerhalb härtereitechnischer Anlagen verfestigt werden, beispielsweise unmittelbar auf etwaigen Baustellen oder Reparaturorten.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Wälzlagerinnenring
    2
    Bereich
    3
    Wälzkörperlauffläche
    4
    Formteil
    5
    Kontur
    6
    Ende
    7
    Kontakt
    8
    Abstand
    9
    Ende
    10
    Seite
    12
    Sprengstoffschicht
    14
    Sprengmittel
    16
    Initialzünder
    17
    Pfeilrichtung
    20
    Halteeinrichtung
    21
    Bohrung
    22
    Wälzlagerringbord
    30
    Formteile
    31
    Wälzkörperlauffläche
    32
    Wälzlagerinnenring
    34, 35
    Abstand
    36
    Sprengmittelschicht
    39
    Halterung
    40
    Bleche
    41
    Teilkreis
    α
    Winkel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 69219330 T2 [0005]
    • - EP 0883779 B1 [0007]
    • - DE 102004043134 A1 [0012, 0031]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerringes (1) aus austenitischem Stahl, – bei dem zumindest der Bereich der Wälzkörperlauffläche (3) kalt verfestigt wird, indem die Wälzkörperlauffläche (3) mittels eines Sprengmittels (14) einer Schockwellenverfestigung unterzogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, – bei dem die Wälzkörperlauffläche (3) mit Sprengmittel (14) versehen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, – bei dem mindestens ein an die Kontur der Wälzkörperlauffläche (3) angepasstes Formteil (4) in einem Abstand (8) zu der zu verfestigenden Wälzkörperlauffläche (3) positioniert wird und ein der Wälzkörperlauffläche (3) abgewandter Bereich (10) des Formteils (4) mit einem Sprengmittel (14) beaufschlagt wird, so dass das Formteil (4) bei Detonation des Sprengmittels (14) zu der Wälzkörperlauffläche (3) hin beschleunigt wird und auf diese auftrifft.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, – bei dem das Formteil (4) in Ausgangslage mit einem Endbereich (6) unter einem spitzen Winkel (α) an der Wälzkörperlauffläche (3) anliegt und sich von dort mit zunehmendem Abstand (8) von der Wälzkörperlauffläche wegerstreckt.
  5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 oder 4, – bei dem mehrere Formteile (30) verwendet werden, deren Aufprallbereiche auf der Wälzkörperlauffläche (31) überlappen.
  6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, – bei dem als Formteile (4) Bleche oder Platten (40) verwendet werden.
  7. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, – bei dem die Wälzkörperlauffläche (3) mehrfach einer Schockwellenverfestigung unterzogen wird.
  8. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, – bei dem als Sprengmittel (14) plastischer Sprengstoff (12), eine Sprengstoffschnur und/oder eine Sprengfolie verwendet wird.
  9. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, – bei dem der Bereich der Wälzkörperlauffläche (3) ergänzend durch Festwalzen, Kugelstrahlen und/oder Laser Shock Peening verfestigt wird.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69219330T2 (de) 1991-06-05 1997-09-11 Mpb Corp Wälzlager mit belag aus einer korrosionsbeständigen zink-legierung
EP0883779B1 (de) 1995-12-29 2003-11-26 Meridian Rail Information Systems Corporation Verfahren und vorrichtung zum einsperren und zum unterdrücken von sprengstoffdetonationen
DE102004043134A1 (de) 2004-09-07 2006-03-09 Hans Prof. Dr.-Ing. Berns Höchstfester nichtrostender austenitischer Stahl

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69219330T2 (de) 1991-06-05 1997-09-11 Mpb Corp Wälzlager mit belag aus einer korrosionsbeständigen zink-legierung
EP0883779B1 (de) 1995-12-29 2003-11-26 Meridian Rail Information Systems Corporation Verfahren und vorrichtung zum einsperren und zum unterdrücken von sprengstoffdetonationen
DE102004043134A1 (de) 2004-09-07 2006-03-09 Hans Prof. Dr.-Ing. Berns Höchstfester nichtrostender austenitischer Stahl

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