KR20210075066A - 베어링 링 가공 및 롤링 베어링 제조 방법 - Google Patents

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안드레 쿠쿠크
마르틴 부쉬카
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섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 롤링 베어링(1), 특히 휠 베어링의 베어링 링(2, 3)을 가공하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 베어링 링(2, 3)의 제조를 위해 제공된 블랭크를 가공 기계에서 클램핑하는 단계, 및 가공 본체(14)를 사용한 맥동적 압력 인가에 의해 밀봉 면을 형성하는 상기 베어링 링(2, 3)의 환형으로 폐쇄된 표면(10)을 구조화하면서 동시에 강화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

베어링 링 가공 및 롤링 베어링 제조 방법
본 발명은 롤링 베어링 링을 가공하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 롤링 베어링뿐만 아니라 특히 휠 베어링을 제조하는 방법에 관한 것이다.
부품을 냉간 압연하는 방법은 DE 29 20 889 C2에 공지되어 있다. 상기와 같은 방식에 따르면, 압하력은 30 Hz 내지 300 Hz의 주파수로 맥동한다. 맥동 압하력의 상한은 정태적 압하력의 100%를 초과하지 않아야 한다. 그 결과로서 피로 강도가 증가된 원하는 품질을 갖는 공작물 표면을 제공하게 된다.
DE 10 2008 032 919 A1은 구체형일 수 있는 진동 압연 공구로 작동하는 구성품의 표면 경화를 위한 방법을 개시한다. 또는, 상기 압연 공구는 원통형일 수 있다. 두 경우 모두에 있어, 상기 압연 공구는 강화될 표면을 심압연하는 과정에서 진동함으로써 심압연(deep rolling)되는 표면 상에 해머링 효과가 부가될 수 있도록 한다.
구성품 표면의 강화는 피이닝(peening)이라고도 하는 표면 블라스팅에 의해 달성될 수도 있다. 이러한 맥락에서, EP 1 623 794 B1, DE 10 2011 117 401 A1, US 6,467,321 B2, 및 DE 10 2011 101 369 A1 등의 문헌들을 참조한다.
문헌 DE 10 2006 048 712 A1은 차량용 변속기 샤프트의 초음파 쇼트 블라스팅 방법에 관한 것이다. 본 방법은 중공 기어 샤프트 내부가 쇼트 블라스팅으로 가공되는 것을 제공한다. 가공되는 상기 기어 샤프트가 소노트로드(sonotrode) 본체에 부착되어 그 자체가 소노트로드의 일부로 형성된다.
DE 10 2010 020 833 A1은 스프링의 표면 경화 방법을 개시한다. 본 방법은 또한 초음파 쇼트 블라스팅에 의해 구현될 수 있다.
US 2010/0052262 A1은 탄성 밀봉 요소와 금속 정지 요소를 포함하는 휠 베어링용으로 제공된 밀봉 장치를 서술하고 있다. 상기 정지 요소는 쇼트 블라스팅 처리로 가공된 표면을 갖는다.
본 발명의 목적은 밀봉을 위한 접촉면의 효율적 제조와 관련하여 롤링 베어링 기술을 발전시키는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에 따른 롤링 베어링 링을 가공하는 방법과 청구항 8에 따른 롤링 베어링을 제조하는 방법에 의해 본 발명에 따라 구현된다. 또한, 상기 목적은 청구항 9에 따른 특징들을 갖는 롤링 베어링에 의해 구현된다. 이하, 본 발명의 상기 롤링 베어링과 관련하여 설명된 실시예들 및 효과들은 당연히 상기 가공 방법 및 상기 제조 방법에도 적용되며 그 반대도 마찬가지이다.
상기 롤링 베어링의 베어링 링은 다음과 같은 방식으로 가공된다.
- 베어링 링의 제조를 위해 제공된 환형 블랭크가 가공 기계, 예컨대 선반에 클램핑되며, 블랭크를 회전시키는 대신 회전 없이 블랭크를 배치하는 것도 가능하다.
- 밀봉 표면을 형성하는 베어링 링의 환형으로 폐쇄된 표면을 구조화하는 동시에 강화하는 것은 가공 본체를 사용하여 압력을 맥동적으로 인가함으로써 실현된다.
회전 블랭크의 경우, 상기 가공 본체는 통상적으로 비회전 가공 공구의 일부이다. 한편, 예컨대 테이블 상에 고정된 블랭크의 경우, 특히, 가공 본체를 포함하고 전체적으로 축을 중심으로 회전하는 가공 공구, 예컨대 다축 로봇 또는 가공 센터에 의해 가공을 수행할 수 있다.
공작물이 회전하면서 밀봉 표면의 구조화 및 강화가 발생하면, 베어링 링의 적어도 하나의 롤링 요소 트랙이 회전 블랭크, 즉, 공작물과 동일한 설정으로 바람직한 방법에 따라 선삭 및/또는 연삭 가공된다. 본 방법을 통해 다양한 효과를 달성한다.
한편, 상기 베어링 링의 가공이 수행될 때와 동일한 설정으로 베어링 링의 구조화된 표면이 생성되기 때문에, 효율적이고 정밀한 가공이 선호된다. 한편, 밀봉 접촉을 생성하기 위해서는, 베어링 링 또는 스러스트 링에 연결되는 정지 디스크 형태와 같은 별도의 요소를 필요로 하지 않는다. 오히려, 롤링 베어링 내에서, 베어링 링 중 하나에 체결된 탄성 밀봉 요소는 맥동적 압력 인가에 의해 가공되는 다른 하나의 베어링 링의 밀봉 표면과 직접적으로 접촉한다. 이는 종래의 해결 방법에 비해 부품 수를 최소화할 뿐만 아니라 롤링 베어링에 필요한 공간을 최소화하는 경향이 있다.
베어링 링의 구조화된 표면과 탄성 밀봉 요소에 의해 형성된 접촉 밀봉은 우수한 밀봉 효과를 가지면서도 낮은 마찰과 낮은 마모 민감성을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 밀봉 효과는 윤활유, 즉 그리스 또는 오일이 롤링 베어링에서 유지되는 것 및 롤링 베어링 내부로부터 먼지를 방지하는 것 모두와 관련된다.
상기 롤링 베어링을 제조하는 방법은 다음 단계를 포함한다:
- 상기와 같이 설명된 방식으로 가공되며, 구체형의 오목부들과 같은 오목부 형태로 구조화된 표면, 및 추가 베어링 링을 구비하는 베어링 링을 제공하는 단계,
- 상기 베어링 링 사이에 다수의 롤링 요소들을 배치하는 단계, 및
- 상기 추가 베어링 링에 고정되고 상기 구조화된 표면과 접촉하는 방식으로 상기 베어링 링 사이에 작용하는 밀봉부를 설치하는 단계.
볼(ball)뿐만 아니라 니들 또는 롤러, 예컨대, 원통형 롤러 또는 테이퍼된 롤러는 롤링 베어링의 롤링 요소로 제공될 수 있다. 상기 롤링 베어링은 단일 또는 다중 열 베어링으로 설계될 수 있으며, 2개의 베어링 링 또는 더 많은 수의 베어링 링, 예컨대 3개의 베어링 링을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 롤링 베어링은 자동차용 휠 베어링이다. 일반적으로, 상기 롤링 베어링에는 다음과 같은 특징들을 갖는다:
다수의 롤링 요소와 적어도 하나의 밀봉부가 적어도 2개의 베어링 링 사이에 배치되며, 상기 밀봉부는 베어링 링 중 하나에 고정되고, 오목부의 형태로 구조화된 다른 하나의 베어링 링의 강화된 표면과 접촉한다. 예컨대, 상기 오목부들은 구체형, 원추형, 원통형 또는 눈금형일 수 있다.
특히, 상기 구조화된 표면, 즉 오목부 또는 함몰부가 생성된 밀봉 표면은 최대 100 μm의 조도 깊이(Rt)를 갖는다. 이는 상기 구조화된 표면 또는 밀봉 표면에 작용하는 밀봉부의 밀봉 효과가 유지되는 것을 확보하는 동시에, 그 사이에서 발생하는 마찰에 있어서도 최적화를 가져온다. 상기 구조화된 표면의 조도 깊이(Rt)는 최대 10 μm인 것이 특히 바람직하다. 3 μm 내지 5 μm 범위의 조도 깊이(Rt)가 본원에 예시되었다.
맥동적 압력 인가에 의해 롤링 베어링의 베어링 링들 중 하나는 가공되는 반면, 다른 베어링 링에는 일반적으로 상기와 같은 가공이 제공되지 않는다. 상기 롤링 베어링은 한쪽 또는 양쪽에서 밀봉될 수 있다. 상기 베어링 링의 각각은 일체형 또는 분할된 베어링 링일 수 있다.
통상적인 구성에서, 맥동적 압력 인가에 의해 가공되는 상기 롤링 베어링의 베어링 링은 내륜에 해당한다. 내륜 또는 외륜 중 하나를 회전하는 베어링 링으로 제공할 수 있다.
상기 맥동적 압력 인가는 상기 롤링 베어링 링의 표면에 불규칙한 소성 변형을 생성한다. 가공 및 맥동적 압력 인가 등을 위해서, 가공되는 베어링 링은 처음에는 블랭크 형태로 선반에 클램핑될 수 있다. 이 경우, 소재 제거 가공 및 맥동적 압력 인가의 방법적 단계의 순서가 고정되어 있는 것은 아니며, 모든 경우에 공작물, 즉 가공될 베어링 링은 바람직하게는 두 가지 방법적 단계 과정에서 동일한 설정으로 유지된다.
가공되는 베어링 링이 회전하는 동안 맥동적 압력을 인가하는 가공 공구는 가공할 표면의 위치에 따라 베어링 링의 반경 방향 또는 축 방향으로 이동할 수 있다. 상기 가공 공구의 이러한 이동은, 예를 들면, 가공된 표면 상에 나선형 선, 소용돌이형 선 또는 자체적으로 다수회 교차하는 파형 선 등을 묘사할 수 있다. 어느 경우이든지, 상기 가공 공정이 끝나면 밀봉 표면으로 제공된 가공 표면 상에 생성된 오목부들은 대략적으로 균일하게 분포되어, 단위 면적당 오목부 개수로 표시된다.
맥동 방식으로 구조화되는 베어링 링의 표면과 접촉하는 상기 공구는, 예컨대, 볼, 실린더 또는 배럴 롤러로 설계될 수 있다. 특히, 볼이 가공 공구로 사용되는 경우에는 압력 펄스를 전달하는 액체 쿠션에 의해 지지될 수 있다. 상기 압력 펄스는 압전, 공압 또는 기계적으로 생성될 수 있다. 상기 가공 공구가 공구 홀더에 단단히 연결된 경우, 상기 압력 펄스가 상기 공구 홀더를 통해 전달된다. 반면, 상기 가공 공구가, 특히 볼 형태인 경우 액체 쿠션에 의해 지지되는 때에는, 상기 압력 펄스는 상기 액체 쿠션의 압력 변동에 따라 생성된다.
모든 경우에 있어서, 상기 가공 공구의 진동 진폭은 상기 오목부의 최대 값만큼 크거나 공작물 표면, 즉, 베어링 링에서의 변형의 최대 깊이보다 클 수 있다. 상기 진폭이 공작물 표면의 오목부의 최대 값으로 제한되면, 가공 중에 가공 공구와 베어링 링 사이의 영구적인 접촉이 유지된다. 반면, 상기 공구의 진폭이 상기 오목부의 최대 값보다 크게 발생한다면, 이는 가공 중에 상기 공구와 상기 공작물 사이의 접촉이 정식적으로 중단된 것을 의미한다.
이하, 도면을 통해 본 발명의 2개의 예시적인 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서:
도 1은 압력의 맥동 적용에 의한 베어링 링의 표면 가공을 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 방법으로 가공된 베어링 링의 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2에 따른 베어링 링을 포함하는 깊은 홈 볼 베어링으로 설계된 롤링 베어링을 도시한다.
도 4는 도 1에 따라 가공된 베어링 링을 구비한 휠 베어링으로 설계된 롤링 베어링의 단면을 도시한다.
달리 언급되지 않는 한, 이하의 설명은 2건의 예시적인 실시예들에 관한 것이다. 서로 일치하거나 기본적으로 동일한 효과를 갖는 부품 또는 구조들은 모든 도면에서 동일한 도면 부호로 표시된다.
전체적으로 도면 부호 1로 식별되는 롤링 베어링은 볼 베어링으로 설계되며 내륜(2)과 외륜(3)을 포함한다. 도 3에 도시된 롤링 베어링(1)은 깊은 홈 볼 베어링이며, 도 4에 일부만 도시된 롤링 베어링(1)은 2열 앵귤러 볼 베어링, 즉 자동차용 휠 베어링이다. 이 경우 내륜(2)의 플랜지는 도면 부호 4로 표시된다.
두 경우 모두 볼이 베어링 링들(2, 3) 사이에서 롤링 요소(5)로서 구르게 된다. 상기 볼(5)은 케이지(미도시) 내에서 안내될 수 있다. 롤링 요소(5)와 접촉하는 내륜(2)의 트랙은 도면 부호 6으로 표시되고, 외륜(3)의 트랙은 도면 부호 7로 표시된다.
밀봉 립(9)을 구비하는 밀봉부(8)는 외륜(3)에 고정된다. 도 3에서, 밀봉 립(9)은 롤링 베어링(1)의 중심 축(M)과 동심적인 실린더를 나타내는 내륜(2)의 표면(10)과 접촉한다. 한편, 도 4의 경우에는, 상기 표면(10)은 중심 축(M)에 수직으로 배향된 평면 상에 놓여 있다. 두 경우 모두 상기 밀봉부(8)는 접촉 밀봉부이다. 도시되지 않은 방식으로, 밀봉부(8)는 하나 이상의 밀봉 립(9; sealing lip)을 구비할 수 있다.
밀봉 립(9)에 의해 접촉되는 상기 표면(10)은 도 1에 도시된 방법에 의해 구조화되며, 표면 구조화(11)를 제공한다. 본 방법은 도 3에 따른 롤링 베어링(1)의 내륜(2)의 제조에서뿐만 아니라 도 4에 따른 롤링 베어링(1)의 내륜(2)의 제조에도 사용된다.
상기 내륜(2)을 제조하기 위해서는, 기본 형상이 상기 내륜(2)의 형상에 대응하는 블랭크가 가공 기계(미도시), 특히 선반에 고정된다. 후속 가공 중에, 상기 블랭크, 즉 상기 내륜(2)은 그 중심 축(M)을 중심으로 회전한다.
가공 기계에서 고정된 상태에서의 상기 블랭크의 가공에는 롤링 요소 트랙(6)의 절삭 가공이 포함된다.
도 1 내지 3에 도시된 예에서, 상기 롤링 베어링(1)은 한쪽만 밀봉되어 있다. 따라서, 상기 롤링 베어링(1)은 완전히 조립된 롤링 베어링(1) 내에서 밀봉 표면으로서 기능하는 단일 원통형 표면(10)만을 갖는다(도 3). 도 2에 표시된 상기 표면(10)의 표면 구조화(11)는 도 4에 따른 예시적인 실시예에서도 제공된다. 상기 표면 구조화(11)는 상기 표면(10) 상에 거의 무작위로 분포되는 수 많은 오목부(12)의 형태를 갖는다. 상기 구조화된 표면(10)의 조도 깊이(Rt)는 3 μm 내지 5 μm 범위이다.
도 1에 표시된 공구(13)는 상기 오목부들(12)을 생성하는데 사용된다. 상기 공구(13)는 가공 기계, 특히 선반에 설치되며, 일반적으로 가공 본체로 지칭되는 가공 볼(14)을 포함한다. 상기 가공 볼(14)은 상기 공구(13) 내부에 회전 가능하게 배치되고 상기 공구(13) 내부의 액체 쿠션에 의해 지지된다. 상기 액체 쿠션 내에서 작용하는 진동 압력을 발생시킴으로써, 상기 가공 볼(14)의 진동이 생성되며, 이는 일반성을 잃지 않고 수직 진동(V)으로 지칭된다. 도 1에 따른 예에서, 수직 진동(V)은 중심 축(M)에 대해 반경 방향으로 지향된다. 반면, 도 4에 따라 롤링 베어링(1)의 내륜(2)을 가공하는 경우, 수직 진동(V)이 발생하며, 중심 축(M)에 대해 축 방향으로 지향된다. 수직 진동(V)의 주파수는 두 경우 모두 내륜(2)의 속도보다 훨씬 더 높다.
도 1의 경우, 공구(13)의 축 방향 변위(AV)는 수직 진동(V)과 겹쳐 발생한다. 상기 축 방향 변위(AV)도 진동 운동이다. 이러한 진동은 오목부들(12)이 배치되어 있는 상기 표면(10) 상의 파형 선을 설명한다. 내륜(2)이 다수회 회전하는 동안 이러한 파형 선이 다수회 중첩되어 발생함으로써, 결국 오목부(12)의 바람직한 준통계적 분산이 상기 표면(10) 상에 발생한다.
변형된 방법에서는, 상기 공구(13)의 가공 본체를 상기 표면(10) 상측에서 축 방향으로 한 번만 이동할 수 있으며, 이 경우의 축 방향 변위(AV)는 파형의 가공 경로의 경우보다 훨씬 느리다. 상기 공구(13)의 느린 일회성 이동은 이론적으로 상기 표면(10) 상에 나선형 선을 생성한다. 이 경우, 상기 나선형 선의 기울기는 너무 작아서, 상기 표면(10) 상의 오목부들(12)의 분포는 궁극적으로는 매우 양호한 근사치로 균일하게 된다.
도 4에 따른 내륜(2)의 표면 구조화를 생성하기 위해, 상기 공구(13)는, 예컨대, 내부에서 외부로 또는 외부에서 내부로의 반경 방향으로 천천히 그리고 균일하게 이동된다. 따라서, 상기 생성된 오목부들(12)은 이론적으로 나선형 선 상에 배치된다. 반면, 상기 공구(13)가 반경 방향 안쪽에 배치된 제1 극점과 상기 표면(10)의 반경 방향 외부 경계를 나타내는 제2 극점 사이에서 비교적 높은 주파수로 이동하면, 상기 구조화(11)의 파형들이 단일 평면, 즉 상기 표면(10)의 평면에 먼저 발생한다. 내륜(2)이 다수회 회전하는 중에, 상기 파동들이 원칙적으로 도 1에 따른 예시적인 실시예와 비교하여 다수회 중복되므로, 이 경우에도 상기 표면(10) 내에서 상기 오목부들(12)의 분산이 매우 균일하게 구현된다.
1 롤링 베어링
2 내륜
3 외륜
4 플랜지
5 롤링 요소
6 내륜 트랙
7 외륜 트랙
8 밀봉부
9 밀봉 립
10 표면
11 표면 구조화
12 오목부
13 공구
14 가공 볼
AV: 축방향 변위
M: 중심 축
V: 수직 진동

Claims (10)

  1. 롤링 베어링(1)의 베어링 링(2, 3)을 가공하는 방법으로서,
    -상기 베어링 링(2, 3)을 제조하기 위해 제공된 블랭크를 가공 기계에 클램핑하는 단계, 및
    -가공 본체(14)를 사용한 맥동적 압력 인가에 의해 밀봉 표면을 형성하는 상기 베어링 링(2, 3)의 환형으로 폐쇄된 표면(10)을 구조화하면서 동시에 강화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 맥동적 압력 인가는 구체형 가공 본체(14)에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    밀봉 표면을 형성하는 상기 베어링 링(2, 3)의 상기 표면(10)을 상기 가공 본체(14)를 사용한 맥동적 압력 인가를 통해 구조화시키고 동시에 강화시킬 때와 동일한 클램핑 하에서, 상기 베어링 링(2, 3)의 트랙(6, 7)을 소재 제거에 의해 생성하며, 상기 두 가공 단계 중에 블랭크가 회전되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 맥동적 압력 인가 중에 상기 가공 본체(14)가 상기 베어링 링(2, 3)의 축 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 맥동적 압력 인가 중에 상기 가공 본체(14)는 상기 베어링 링(2, 3)의 반경 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 맥동적 압력 인가 중에 상기 가공 본체(14)는 구조화되는 상기 표면(10) 상에 나선형 선 또는 소용돌이형 선을 묘사하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 맥동적 압력 인가 중에 상기 가공 본체(14)는 구조화되는 상기 표면(10) 상에 자체적으로 다수회 교차하는 파형 선을 묘사하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 롤링 베어링(1)을 제조하는 방법으로서,
    -제1항에 따라 가공되며, 오목부들(12)의 형태로 구조화된 표면(10) 및 추가 베어링 링(3, 2)을 구비하는 베어링 링(2, 3)을 제공하는 단계,
    -상기 베어링 링(2, 3) 사이에 다수의 롤링 요소들을 배치하는 단계, 및
    -상기 추가 베어링 링(3, 2)에 고정되고 상기 구조화된 표면(10)과 접촉하는 방식으로 상기 베어링 링(2, 3) 사이에 작용하는 밀봉부(8)를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 사이에 다수의 롤링 요소(5)가 배치되는 적어도 2개의 베어링 링(2, 3); 및 상기 베어링 링(2, 3) 중 하나의 상부에 유지되고 오목부들(12)의 형태로 구조화된 다른 하나의 베어링 링(3, 2)의 강화된 표면(10)과 접촉하는 적어도 하나의 밀봉부(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링(1).
  10. 제9항에 있어서,
    휠 베어링으로서 설계되는 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2376779A (en) * 1942-09-30 1945-05-22 Elizabeth B Dickson Process for making antifriction bearings
US3735615A (en) * 1970-05-19 1973-05-29 J Shneider Method of making grooves on surface of articles and device for its realization
DE2920889C2 (de) 1979-05-23 1983-06-01 Wilhelm Hegenscheidt, Gmbh, 5140 Erkelenz Verfahren zum Kaltwalzen von Bauteilen
US6467321B2 (en) 2000-05-30 2002-10-22 Integrity Testing Laboratory, Inc. Device for ultrasonic peening of metals
DE102004037954A1 (de) 2004-08-05 2006-03-16 Mtu Aero Engines Gmbh Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen
JP5322378B2 (ja) * 2005-09-28 2013-10-23 ゲーカーエヌ ドライブライン ブルネック アクチエンゲゼルシャフト 等速ジョイント用インナージョイント部、等速ジョイント用インナージョイント部の製造方法、および等速ジョイント
ATE438048T1 (de) * 2006-06-23 2009-08-15 Muhr & Bender Kg Randschichtverbessern von tellerfedern oder wellfedern
FR2902848B1 (fr) * 2006-06-26 2010-04-30 Gregoire Peigne Roulement a bague, a deplacement axial et outillage de faconnage equipe d'un tel roulement
DE102006048712A1 (de) 2006-10-14 2008-04-17 Daimler Ag Verfahren zum Ultraschall-Kugelstrahlen von Bauteilen, insbesondere von Getriebewellen in Fahrzeugen
CN100464938C (zh) * 2007-08-06 2009-03-04 大连冶金轴承有限公司 轴承合金表面高频冲击加工方法
DE102008032919B4 (de) 2008-07-12 2018-11-29 MTU Aero Engines AG Verfahren zum Oberflächenverfestigen eines Bauteils
JP5234651B2 (ja) 2008-08-29 2013-07-10 内山工業株式会社 密封装置
DE102010020833A1 (de) 2010-05-18 2011-11-24 Christian Bauer Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Oberflächenverfestigung bei einer Feder
US8689907B2 (en) * 2010-07-28 2014-04-08 Varel International Ind., L.P. Patterned texturing of the seal surface for a roller cone rock bit
DE102011101369A1 (de) 2011-05-12 2012-11-15 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Herstellen, Reparieren oder Austauschen eines Bauteils
DE102011117401A1 (de) 2011-10-31 2013-05-02 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Ermittlung eines Bearbeitungsergebnisses bei einer Oberflächenbearbeitung von Bauteilen
KR101579943B1 (ko) 2013-11-29 2015-12-28 한국기계연구원 초음파 진동자를 이용한 가공대상물의 표면 처리 장치
DE102015012998B4 (de) * 2015-10-07 2017-05-04 Audi Ag Dichtsystem für ein Wälzlager
JP6583093B2 (ja) * 2016-03-29 2019-10-02 日本精工株式会社 密封装置及び密封装置付転がり軸受ユニット
DE102016123368B4 (de) * 2016-07-13 2022-02-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kaltschmiedevorrichtung

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