Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung eines Wälzlagerbauteils, insbe sondere eines Lagerrings. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bearbei tung eines Wälzlagerbauteils.

Aus der DE 10 2011 085 205 A1 ist Verfahren zum Herstellen eines Laufbahnele ments einer Wälzlageranordnung bekannt. Dieses Verfahren umfasst das Festwalzen der Laufbahn mit einem ersten Rollkörper und ein anschließendes Festwalzen der Laufbahn mit einem zweiten Rollkörper, wobei der zweite Rollkörper mindestens eine andere Abmessung als der erste Rollkörper aufweist. Als mögliche Formen der Roll körper sind kugelartige und zylindrische Formen genannt. Nach dem zweiten Festwal zen kann von der Oberfläche Material durch einen Hon- oder Schleifvorgang entfernt werden.

Ein weiteres Verfahren zum Festwalzen einer Laufbahn eines Wälzlagers ist in der DE 10 2015201 644 A1 beschrieben. Auch im Rahmen dieses Verfahrens wird eine Oberfläche eines Wälzlagerteils mehrfach mit Rollkörpern überfahren. Sowohl die Häufigkeit des Überfahrens als auch die hierbei erzeugte Hertzsche Pressung wird im Laufe des Verfahrens variiert.

Ein in der DE 10 2007 055 575 A1 beschriebenes Laufbahnelement einer Wälzlage rung wird unter anderem durch Hartdrehen bearbeitet. Durch die Bearbeitung werden Druckeigenspannungen unter der Oberfläche einer Abrollbahn, das heißt Laufbahn, des Wälzlagerelements erzeugt.

Ein weiteres Verfahren, welches zur Erzeugung von Eigenspannungen in Wälzlager teilen vorgesehen ist, ist in der DE 102 09264 A1 beschrieben. Dieses Verfahren um fasst die Bearbeitungsschritte Hartdrehen und Schleifen. Anschließend ist eine Wär- mebehandlung vorgesehen, durch die entweder eine martensitische oder eine bainiti- sche Härtung erfolgt.

Die EP 2 831 436 B1 offenbart ein Wälzlagerbauteil mit einer aufgestickten Randzone, welche einen von außen nach innen abnehmenden Stickstoffgehalt aufweist, wobei Druckspannungen in der Randzone ebenfalls von außen nach innen abnehmen. Das Wälzlagerbauteil ist insbesondere für Maschinenelemente geeignet, die in der Luft fahrt eingesetzt werden.

Zum technischen Hintergrund wird weiterhin auf folgende Dissertationen hingewiesen:

„Betriebs- und Lebensdauerverhalten hartgedrehter und festgewalzter Zylinderrollen lager“, Dipl. -Ing. Timo Neubauer, Fakultät für Maschinenbau der Gottfried Wilhelm Leibnitz Universität Hannover, 2016

„Wälzkontaktermüdung bei Mischreibung“, Dipl. -Ing. (FH) Michael Gieß, Fakultät für Maschinenbau der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, 2009

Im Rahmen der theoretischen Analyse von Belastungszuständen, die in Maschinene lementen, beispielsweise Wälzlagerelementen, auftreten, kann insbesondere auf die Gestaltänderungshypothese nach von Mises, auf die in der Dissertation von Dipl. -Ing. Timo Neubauer näher eingegangen wird, zurückgegriffen werden.

Hinsichtlich verschiedener Möglichkeiten zur Untersuchung von Wälzlagerkomponen ten, insbesondere mittels Röntgenfeinstrukturanalyse, wird auf folgende Veröffentli chung hingewiesen:

Schaeffler Technologies AG & Co. KG: WL 82 102/2 D-D „Wälzlagerschäden - Scha denserkennung und Begutachtung gelaufener Wälzlager“, Schweinfurt, Juni 2013 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, metallische Wälzlagerbauteile, insbesonde re Lagerringe, hinsichtlich ihrer beanspruchungsgerechten Gestaltung gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterzuentwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Bearbeitung ei nes Wälzlagerbauteils gemäß Anspruch 1 . Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Wälzlagerbauteils gemäß Anspruch 7. Im Folgen den im Zusammenhang mit der Vorrichtung erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für das Bearbeitungsverfahren und umgekehrt.

Das Wälzlagerbauteil ist zum Betrieb unter definierten, prinzipiell bekannten Belas tungsbedingungen vorgesehen. Von definierten Belastungsbedingungen wird auch in Fällen gesprochen, in denen lediglich eine Abschätzung von Belastungsbedingungen möglich ist. Das Bearbeitungsverfahren umfasst folgende Merkmale:

- Unterteilung der Belastungsbedingungen in mindestens zwei Belastungs gruppen, welche beim Betrieb des Wälzlagerbauteils simultan auftreten,

- Getrennte rechnerische Ermittlung von auf die verschiedenen Belastungs gruppen zurückzuführenden mechanischen Belastungen, wobei jeder Belas tungsgruppe mechanische Spannungen unter der Oberfläche des Wälzla gerbauteils zugeordnet werden,

- Rechnerische Superposition der ermittelten mechanischen Spannungen,

- Theoretische Bestimmung von im Wälzlagerbauteil zu erzeugenden, auf die berechneten, superponierten mechanischen Spannungen abgestimmten Druckeigenspannungen,

- Erzeugen der zuvor theoretisch bestimmten Druckeigenspannungen durch ein mindestens zweistufiges mechanisches Verfahren. Die erste Belastungsgruppe umfasst insbesondere auf das Wälzlagerbauteil wirkende Überrollbelastungen. Derartige Belastungen können, je nach Stärke und Dauer der Belastung, bekanntermaßen zur Ermüdung des Wälzlagerbauteils führen. Im Unter schied hierzu umfasst eine zweite Belastungsgruppe insbesondere Schubspannun gen, welche vom Schmierungszustand des Wälzlagerbauteils abhängig sind. Schubspannungen treten insbesondere bei Mischreibung auf.

Bezüglich beider Belastungsgruppen wird ein Spannungsverlauf in der Tiefe, das heißt unterhalb der Oberfläche des Wälzlagerbauteils, über den Wälzkontakt hinweg ermittelt. Hierbei kann das Maximum derjenigen mechanischen Spannungen, die der ersten Belastungsgruppe, insbesondere den Überrollbelastungen, zuzuordnen sind, in einer anderen Tiefe, insbesondere in einer größeren Tiefe, auftreten als das Maximum der der zweiten Belastungsgruppe zuzuordnenden mechanischen Spannungen.

Durch die Superposition der verschiedenen theoretisch hergeleiteten mechanischen Spannungen ergibt sich unter anderem eine prognostizierte Tiefe der Maximalspan nung innerhalb des Wälzlagerbauteils. Die anschließend im Rahmen der Bearbeitung des Wälzlagerbauteils erzeugten mechanischen Spannungen, nämlich Druckeigen spannungen, weisen ebenfalls einen tiefenabhängigen Betrag auf. Vorzugsweise wird die mehrstufige mechanische Bearbeitung derart durchgeführt, dass sich ein Span nungsmaximum in einer Tiefe einstellt, welche mindestens das 0,3-fache und maximal das 1,7-fache derjenigen Tiefe beträgt, in welcher das Maximum der durch die ver schiedenen beim Betrieb auftretenden Belastungen prognostizierten Spannungen liegt. Idealerweise entspricht die Tiefe der produzierten, im Zuge der Bearbeitung des Wälzlagerbauteils erzeugten Spannungen zumindest näherungsweise der Tiefe des Maximums der betriebsbedingten, theoretisch hergeleiteten Spannungen.

Eine vergleichbare Relation gilt auch für die Beträge der verschiedenen Spannungen: Der Maximalbetrag der durch das mehrstufige mechanische Verfahren erzeugten Druckeigenspannungen entspricht vorzugsweise mindestens dem 0,1 -fachen und höchstens dem 9-fachen, insbesondere mindestens dem 0,3-fachen und höchstens dem 1,7-fachen, des Maximums der späteren betriebsbedingten mechanischen Span- nungen. Insbesondere liegt der Maximalbetrag der erzeugten Druckeigenspannungen bei mehr als 500 MPa.

Das mehrstufige mechanische Verfahren, mit welchem die Druckeigenspannungen erzeugt werden, umfasst beispielsweise die Verfahrensschritte Hartdrehen und Fest walzen. Die zur Durchführung des gesamten Verfahrens geeignete Vorrichtung um fasst folgende Komponenten:

- Eine Aufspannvorrichtung zum Aufspannen des Wälzlagerbauteils, insbe sondere Lagerrings,

- Eine erste Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung einer im späteren Be trieb einer Wälzbelastung ausgesetzten Oberfläche des Wälzlagerbauteils in der vorgenommenen Aufspannung,

- Eine zweite Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung einer Oberfläche des Wälzlagerbauteils, welche sich mit der im vorherigen Schritt bearbeiteten Oberfläche zumindest überlappt, in derselben Aufspannung, das heißt in derjenigen Aufspannung, die bereits zur Bearbeitung mit der ersten Bearbei tungsvorrichtung gewählt wurde,

- Eine Ansteuervorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, in Zusammenwir kung mit den beiden Bearbeitungsvorrichtungen Druckeigenspannungen un ter der zweistufig bearbeiteten Oberfläche des Wälzlagerbauteils zu erzeu gen, welche auf beim Betrieb des Wälzlagerbauteils simultan auftretende mechanische Belastungen abgestimmt sind.

Hierbei ist die erste Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer möglichen Ausgestaltung zur spanabhebenden Bearbeitung, insbesondere zum Hartdrehen, ausgebildet, woge gen es sich bei der zweiten Bearbeitungsvorrichtung vorzugsweise um eine Vorrich tung zum Festwalzen der Oberfläche des Wälzlagerbauteils handelt. Unter spanabhe bender Bearbeitung wird auch eine Bearbeitung mit geometrisch nicht definierter Schneide, wie Schleifen oder Honen, verstanden. Ebenso sind Ausgestaltungen der Bearbeitungsvorrichtung realisierbar, bei welchen beide Bearbeitungsvorrichtungen zum Festwalzen der Oberfläche des Wälzlagerbau teils, insbesondere Lagerrings, vorgesehen sind. Hierbei können sich die Bearbei tungsvorrichtungen hinsichtlich der Dimensionierung ihrer Walzkörper voneinander unterscheiden. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung hat ein zum Festwalzen von Randbereichen der Oberfläche vorgesehener Walzkörper einen geringeren Durch messer als ein zum Festwalzen eines zwischen den Randbereichen liegenden Mittel bereichs der Oberfläche vorgesehener Walzkörper.

Unabhängig von der Art der mehrstufigen mechanischen Bearbeitung der Oberfläche des Wälzlagerbauteils zeichnet sich der Algorithmus, welcher im Rahmen des Bear beitungsverfahrens zur Ermittlung voraussichtlicher betriebsbedingter Belastungen genutzt wird, dadurch aus, dass zunächst die auf verschiedene Belastungsarten zu rückzuführenden mechanischen Spannungen, die beim Betrieb in den Werkstoff des Wälzlagerbauteils eingebracht werden, separat ermittelt werden und erst anschlie ßend eine Superposition dieser Spannungen erfolgt. Dies ermöglicht eine besonders einfache Anpassung der Berechnung auf geänderte Belastungsbedingungen. Eine geänderte Belastungsbedingung kann sich beispielsweise durch geänderte Schmie rungsbedingungen ergeben. Ebenso kann ein sich ändernder Verschleißzustand eine Änderung von Belastungsbedingungen bedeuten.

Das Verfahren zur Bearbeitung eines Wälzlagerbauteils ist nicht nur bei Lagerringen, sondern bei beliebigen Lagerteilen, die Wälz- und/oder Gleitbelastungen ausgesetzt sind, anwendbar. Zum Beispiel kann es sich bei solchen Teilen um Wälzkörper, ins besondere Rollen, oder Lagerkäfige handeln. Zusätzlich zu den beschriebenen me chanischen Bearbeitungsvorgängen, die Druckspannungen erzeugen, können weitere Bearbeitungsschritte, die Einfluss auf Eigenspannungen im Wälzlagerbauteil haben, beispielsweise Härten, zum Einsatz kommen.

Bei dem Wälzlagerbauteil handelt es sich zum Beispiel um eine Komponente eines Großlagers, beispielsweise eines Pendelrollenlagers, welches zum Einsatz in einer Windkraftanlage oder in einer Industrieanlage vorgesehen ist. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen: Fig. 1 ein Wälzlager, nämlich zweireihiges Pendelrollenlager, in einer Schnitt darstellung,

Fig. 2 ein Detail „A“ des Wälzlagers nach Figur 1 mit eingezeichneten Pres sungen in einem ersten Betriebszustand,

Fig. 3 die Anordnung nach Figur 2 mit eingezeichneten Pressungen in einem zweiten Betriebszustand,

Fig. 4 die Anordnung nach Figur 2, wobei die Ortsabhängigkeit von im Be triebszustand nach Figur 2 auftretender, in die Oberfläche eines Teils des Wälzlagers induzierter Gleitreibung illustriert ist,

Fig. 5 die Anordnung nach Figur 2 mit Darstellung verschiedener Eigenspan- nungs- und Pressungsverläufe bei symmetrischer Spannungsverteilung um die Mittelebene eines Wälzkörpers, wobei Einflüsse durch die

Gleitreibung unberücksichtigt sind,

Fig. 6 in einer Darstellung analog zu Figur 5 einen Ausschnitt des Wälzlagers im Betriebszustand nach Figur 3,

Fig. 7 die Anordnung nach Figur 5, wobei zusätzlich die Belastungen gemäß Fig. 4 berücksichtigt sind, Fig. 8 das Wälzlager im Betriebszustand nach Fig. 3, wobei auch die Belastun gen gemäß Fig. 4 visualisiert sind,

Fig. 9 bis 11 auf den Betriebszustand nach Fig. 8 bezogene Diagramme, welche me chanische Spannungen in verschiedenen Schnittebenen innerhalb eines Lagerrings des Wälzlagers zeigen,

Fig. 12 in einer Schnittdarstellung ausschnittsweise einen Wälzkörper des Wälz lagers mit Illustration diverser ortsabhängiger Eigenschaften,

Fig. 13 in grob schematisierter Darstellung eine Vorrichtung zur Bearbeitung ei nes Bauteils des Wälzlagers nach Figur 1 ,

Fig. 14 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des mit der Vorrichtung nach Fi gur 13 durchführbaren Verfahrens.

Sämtliche Figuren beziehen sich auf ein und dasselbe Wälzlager 1 , nämlich ein zwei reihiges Pendelrollenlager. Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus und der Funktion ei nes zweireihigen Pendelrollenlagers wird beispielhaft auf die WO 2016/008479 A1 hingewiesen, welche ein asymmetrisches Pendelrollenlager zeigt. Im Unterschied hierzu handelt es sich beim Wälzlager 1 nach dem Ausführungsbeispiel um ein sym metrisches Pendelrollenlager. Die Erfindung ist nicht nur bei symmetrischen und asymmetrischen Pendelrollenlagern, sondern bei Wälzlagern beliebiger Bauart, bei spielsweise Zylinderrollenlagern, Kegelrollenlagern und Kugellagern, anwendbar.

Das Pendelrollenlager 1 umfasst einen Innenring 2, einen Außenring 3, sowie zwi schen den Lagerringen 2, 3 abrollende Wälzkörper 4. Die Wälzkörper 4 haben in prin zipiell bekannter Weise eine tonnenförmige Gestalt und sind durch nicht dargestellte Käfige geführt. Das Wälzlager 1 nimmt sowohl Radiallasten als auch Axiallasten auf, wobei die Lagerringe 2, 3 beschränkt gegeneinander kippbar sind. Die Rotationsachse des Wälzlagers 1 ist als Mittelachse M bezeichnet. Das Wälzlager 1 kann mit rotieren dem Innenring 2 und/oder rotierendem Außenring 3 betrieben werden. Die Längsach sen der Wälzkörper 4 sind mit LW bezeichnet.

Die Figur 2 veranschaulicht einen Betriebszustand, in welchem praktisch ausschließ lich Radiallasten zwischen den Lagerringen 2, 3 wirken. Der Wälzkörper 4, das heißt die Tonnenrolle, kontaktiert eine Laufbahn 5 des Innenrings 2 und eine Laufbahn 6 des Außenrings 3. Pressungen Pr, die auf die Laufbahnen 5, 6 einwirken, sind in Fi gur 2 durch gestrichelte Linien visualisiert. Wie aus Figur 2 hervorgeht, haben die Pressungen Pr, bezogen auf die Längsachse des Wälzkörpers 4, näherungsweise ei nen symmetrischen Verlauf, wobei eine Spiegelsymmetrie zur Mittelebene des Wälz körpers 4 gegeben ist. Die Mittelebene liegt mittig zwischen den beiden mit 7 und 8 bezeichneten Stirnflächen des Wälzkörpers 4. Die sphärische Mantelfläche des Wälz körpers 4, welche die Lagerringe 2, 3 kontaktiert, ist mit 9 bezeichnet.

Der Betriebszustand nach Figur 3 unterscheidet sich vom Betriebszustand nach Fi gur 2 dadurch, dass das Wälzlager 1 stärker axial belastet ist, was sich in einer aus geprägten Asymmetrie der Pressung Pr zeigt. Sowohl in Figur 2 als auch in Figur 3 sind ausschließlich innerhalb des Wälzlagers 1 wirkende Belastungen berücksichtigt, welche einer ersten Belastungsgruppe zuzurechnen sind. Diese Belastungsgruppe umfasst die Belastung der Wälzkörper 4 sowie Lagerring 2, 3 durch Überrollung, je doch keine durch die Schmierungsbedingungen beeinflusste Belastungen.

Die Figur 4 bezieht sich auf den Betriebszustand nach Figur 2. In diesem Fall ist in die Oberfläche der Lagerringe 2, 3 induzierte Gleitreibung SG eingezeichnet, welche zum einen zwischen dem Wälzkörper 4 und dem Innenring 2 und zum anderen zwischen dem Wälzkörper 4 und dem Außenring 3 auftritt. Die gegebene Gleitreibung SG führt zu mechanischen Spannungen, welche innerhalb der Komponenten 2, 3, 4 des Wälz lagers 1 auftreten und einer zweiten Belastungsgruppe zuzurechnen sind, wobei in diesem Fall die Schmierungsbedingungen maßgeblichen Einfluss haben. Darüber hinaus spielt auch die Detailgeometrie der Komponenten 2, 3, 4 eine Rolle. Dies gilt insbesondere im Fall von Mischreibung. In jedem Fall führt die die ortsabhängige Gleitreibung SG zu Schubspannungen, welche signifikant zur Gesamtbelastung der Komponenten 2, 3, 4 beitragen. Im Unterschied zu den auf die Pressungen Pr zurück zuführenden Belastungen handelt es sich bei den Schubspannungen um oberflächen nahe Belastungen. Unter anderem werden die Schubspannungen durch die Oberflä chenrauheit der Wälzlagerkomponenten 2, 3, 4, durch die Schmierstoffviskosität, so wie durch die Drehzahl des Wälzlagers 1 beeinflusst.

Auch die Figur 5 bezieht sich auf den Betriebszustand nach Figur 2. In diesem Fall sind zusätzlich zum Kontaktpressungsverlauf Pr auch ein statischer Eigenspannungs verlauf SeS und ein dynamischer Eigenspannungsverlauf DeS veranschaulicht. Ein flüsse durch Reibung, das heißt, Einflüsse, welche der zweiten Belastungsgruppe zu zurechnen sind, sind hierbei unberücksichtigt.

Die Figur 6 bezieht sich auf den Betriebszustand des Wälzlagers 1 nach Figur 3, das heißt auf einen asymmetrischen Belastungszustand, und beinhaltet Informationen entsprechend Figur 5. In beiden Fällen handelt es sich bei den statischen Eigenspan nungen SeS um Eigenspannungen, die bereits ohne mechanische Belastung der La gerringe 2, 3 vorliegen. Die zusätzlichen dynamischen Eigenspannungen DeS resul tieren aus dem Betrieb des Wälzlagers 1 .

Die Figur 7 geht vom Belastungszustand nach Figur 5, das heißt einer symmetrischen Belastung, aus, wobei zusätzlich die Belastungen gemäß Figur 4 berücksichtigt sind. Insgesamt liegt somit ein Belastungszustand des Wälzlagers 1 vor, welcher sich durch Superposition der Belastungen ergibt, die den beiden Belastungsgruppen zuzuordnen sind. In gleicher Weise wie in den Figuren 5 und 6 sind auch in Figur 7 statische Ei genspannungen SeS sowie dynamische Eigenspannungen DeS dargestellt.

Die Figur 8, welche sich auf den Betriebszustand nach Fig. 3, das heißt eine Asym metrische Belastung des Wälzlagers 1 , bezieht, zeigt zusätzlich zur Gleitreibung SG und zum Pressungsverlauf Pr insgesamt drei Ebenen E1 , E2, E3, welche parallel zu einander sowie zur Mittelebene des Wälzkörpers 4 angeordnet sind. Die Belastungs- zustände in den verschiedenen Ebenen E1 , E2, E3 unterscheiden sich unter anderem durch die unterschiedlichen Beträge der Gleitreibung SG voneinander, wie im Folgen den anhand der Figuren 9 bis 11 erläutert wird.

Das Diagramm nach Figur 9 bezieht sich auf die Ebene E1 . Dargestellt ist die gesam te, von außen, das heißt durch den Wälzkörper 4, in den Lagerring 3 eingebrachte mechanische Spannung. Wie aus Figur 8 hervorgeht, liegt in der Ebene E1 eine reine Belastung durch Pressung vor. Dagegen ist die Gleitreibung SG in diesem Punkt Null. Dementsprechend ist eine Symmetrie um den Kontaktpunkt zwischen dem Wälzkör per 4 und dem Lagerring 3 gegeben. Das Spannungsmaximum liegt hierbei unter der Oberfläche (z-Achse) der Laufbahn 6. Mechanische Belastungen, die der zweiten Be lastungsgruppe zuzurechnen sind, sind in diesem Fall nicht gegeben.

In der Ebene E2 ist dagegen ein Maximalwert der Gleitreibung SG gegeben. Die hie raus resultierenden Belastungen zeigen sich in einer ausgeprägten Asymmetrie der mechanischen Spannungen unter der Oberfläche der Laufbahn 6, wie aus Figur 11 hervorgeht.

Die Ebene E3 liegt zwischen den Ebenen E1 und E2. Auch hinsichtlich der Gleitrei bung SG ist eine Situation gegeben, die zwischen der in Figur 9 gegebenen Situation und der in Figur 11 gegebenen Situation liegt und im Detail, was die mechanischen Spannungen betrifft, in Figur 10 dargestellt ist.

In Figur 12 ist eine Kontur des Wälzkörpers 4 erkennbar. Zusätzlich ist die Gleitrei bung SG, welche mit einer Reibenergie korreliert, die Tiefe TSm des Spannungsma ximums (vgl. Fig. 10), sowie der Wert Smx des Spannungsmaximums dargestellt, wo bei die Belastungssituation der Situation nach Figur 8 entspricht.

Um Druckeigenspannungen SP in der gewünschten Weise zu erzeugen, wird eine in Figur 13 lediglich in einem Ausschnitt grob schematisiert dargestellte Bearbeitungs maschine 10, das heißt Vorrichtung zur Bearbeitung einer Komponente des Wälzla- gers 1 , verwendet. Die Bearbeitungsmaschine 10 umfasst eine Aufspannvorrichtung 11 zum Aufspannen des Wälzlagerbauteils 3, im vorliegenden Fall Lagerrings. Ferner umfasst die Bearbeitungsmaschine 10 zwei Bearbeitungsvorrichtungen 12, 13 erster Art und eine Bearbeitungsvorrichtung 14 zweiter Art. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei sämtlichen Bearbeitungsvorrichtungen 12, 13, 14 um Vorrichtungen zum Festwalzen der Oberfläche 6 des Außenrings 3. Die Bearbeitungsvorrichtungen 12,

13, 14 sind datentechnisch mit einer Ansteuervorrichtung 19 verknüpft, die die Durch führung des gewünschten Bearbeitungsverfahrens ermöglicht.

Jede Bearbeitungsvorrichtung 12, 13, 14 weist eine Kugelaufnahme 15, 16 auf, wel che einen Walzkörper 17, 18 abstützt, wobei der Walzkörper 17, 18 mit Druck durch ein in der Kugelaufnahme 15, 16 befindliches Hydraulikmedium beaufschlagt und frei drehbar ist. Wie aus Figur 13 hervorgeht, sind die Walzkörper 17 der Bearbeitungsvor richtungen 12, 13 erster Art kleiner als der Walzkörper 18 der Bearbeitungsvorrichtung 14 zweiter Art. Entsprechendes gilt für die Dimensionierung der verschiedenen Kugel aufnahmen 15, 16.

Die mit den kleineren Walzkörpern 17 arbeitenden Bearbeitungsvorrichtungen 12, 13 erster Art sind im Ausführungsbeispiel zur Bearbeitung von Randbereichen RB der Laufbahn 6 vorgesehen. Dagegen wird mit dem vergleichsweise großen Walzkörper 18 der Bearbeitungsvorrichtung 14 zweiter Art der Mittelbereich MB der Laufbahn 6 bearbeitet. Wie aus Figur 13 weiter hervorgeht, überlappen die beiden äußeren, mit den Bearbeitungsvorrichtungen 12, 13 erster Art bearbeiteten Bereiche RB der Ober fläche des Außenrings 3 mit dem mittleren, mit der Bearbeitungsvorrichtung 14 zwei ter Art bearbeiteten Bereich MB. Die Bearbeitung der verschiedenen Bereiche RB, MB der Oberfläche der Laufbahn 6 kann entweder nacheinander oder simultan erfolgen. Währen der Bearbeitung rotiert typischerweise das Werkstück, hier der Lagerring 3, während die Bearbeitungsvorrichtungen 12, 13 oszillierende Bewegungen ausführen, wie in Fig. 13 angedeutet ist. Prinzipiell ist auch eine Bearbeitung bei stillstehendem Werkstück möglich.

Im Flussdiagramm nach Figur 14 wird von Berechnungsschritten BS1 , BS2 ausge gangen, die in beliebiger zeitlicher Reihenfolge, auch gleichzeitig, durchgeführt wer den können. Der Berechnungsschritt BS1 bezieht sich auf theoretische mechanische Belastungen, welche durch äußere Kräfte auf das Wälzlager 1 einwirken und der ers ten Belastungsgruppe zugeordnet werden. Einflüsse durch Schmierung werden im ersten Berechnungsschritt BS1 nicht berücksichtigt. Berechnet werden Spannungs verläufe in der Tiefe über den Wälzkontakt hinweg, wobei insbesondere die Gestalt änderungshypothese nach von Mieses in die Simulation einbezogen wird.

Im zweiten Berechnungsschritt BS2 werden insbesondere die Schmierungsgegeben heiten berücksichtigt und basierend auf diesen Gegebenheiten unter anderem Schubspannungen unter der Oberfläche des Wälzkontaktes, das heißt des Kontaktes zwischen dem Wälzkörper 4 und dem Lagerring 2, 3, ermittelt. Schubspannungen spielen insbesondere im Fall von Mischreibung eine Rolle. Die Belastungen, welche in die im zweiten Berechnungsschritt BS2 durchgeführte Simulation einbezogen werden, sind der zweiten Belastungsgruppe zugeordnet. Der zweite Berechnungsschritt BS2 bezieht sich im Vergleich zum ersten Berechnungsschritt BS1 auf mechanische Belas tungen BSP, welche weniger weit unter der Oberfläche des betrachteten Wälzlager teils 2, 3, 4 liegen.

Nach dem Abschluss der Berechnungsschritte BS1 , BS2 erfolgt im Schritt SP eine Superposition der rechnerisch ermittelten mechanischen Belastungen zur theoreti schen mechanischen Gesamtspannung BSP. Aus dieser berechneten prognostizier ten betriebsbedingten mechanischen Spannung BSP wird ein Druckeigenspannungs verlauf SP hergeleitet, der zur optimalen Beherrschung der mechanischen Spannung BSP zu erzeugen ist.

Der Druckeigenspannungsverlauf SP wird in den anschließenden Bearbeitungsschrit ten AG1 , AG2, welche mit der Bearbeitungsmaschine 10 nach Figur 13 durchgeführt werden, erzeugt. Hierbei wird der Bearbeitungsschritt AG1 mit Hilfe der Bearbeitungs vorrichtungen 12, 13 erster Art und der Bearbeitungsschritt AG2 mit Hilfe der Bearbei tungsvorrichtung 14 zweiter Art durchgeführt. Die Tiefe (ca. 0,15 mm), in der der Be trag der durch mechanischen Bearbeitung erzeugten Druckeigenspannungen SP ma ximal ist, entspricht annähernd der Tiefe, in der die durch äußere Einwirkungen er zeugten Spannungen BSP maximal sind. Bezuqszeichenliste

1 Wälzlager, Pendelrollenlager

2 Innenring

3 Außenring

4 Wälzkörper, Wälzlagerbauteil

5 Laufbahn

6 Laufbahn

7 Stirnfläche

8 Stirnfläche

9 Mantelfläche

10 Bearbeitungsmaschine

11 Aufspannvorrichtung

12 Bearbeitungsvorrichtung erster Art

13 Bearbeitungsvorrichtung erster Art

14 Bearbeitungsvorrichtung zweiter Art

15 Kugelaufnahme

16 Kugelaufnahme

17 Walzkörper

18 Walzkörper

19 Ansteuervorrichtung

AG1 Bearbeitungsschritt

AG2 Bearbeitungsschritt

BS1 erster Berechnungsschritt

BS2 zweiter Berechnungsschritt

BSP betriebsbedingte mechanische Spannung

DeS dynamischer Eigenspannungsverlauf

E1 Ebene

E2 Ebene

E3 Ebene LW Längsachse des Wälzkörpers M Mittelachse MB Mittelbereich Pr Pressung RB Randbereich

SeS statischer Eigenspannungsverlauf SP Druckeigenspannung SG Gleitreibung

Smx Wert des Spannungsmaximums TSm Tiefe des Spannungsmaximums