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一种径向滚柱轴承(1)，尤其用于支承风力发电传动装置中的轴，该径向滚柱轴承基本上由带有内滚动面(3)的外轴承环(2)和与外轴承环同轴设置的带有外滚动面(5)的内轴承环(4)以及大量在轴承环(2，4)之间在其滚动面(3，5)上滚动的滚动体(6)构成，滚动体由轴承罩(7)在圆周方向上相互间保持均匀的间距。为了避免滚动体(6)和轴承环(2，4)之间的打滑，由空心滚柱(8)代替多个均匀分布在圆周上的滚动体(6)，空心滚柱具有比其余的滚动体(6)稍大的直径以及更小的弹性模量，用于确保在径向滚柱轴承(1)的空载状态下持续接触轴承环(2，4)并且由此确保用动态的转速持续驱动所述轴承罩(7)以及其余的滚动体(6)。根据本发明，空心滚柱(8)具有增加的交变弯曲疲劳极限，方法是其内罩面(9)通过专门的机械处理除了由其热处理而存在的压应力外，还具有另外的至少-200MPa的叠加到其最大负载上的压应力。

1.  一种径向滚柱轴承，尤其用于支承风力发电传动装置中的轴，所述径向滚柱轴承基本上由带有内滚动面(3)的外轴承环(2)和与所述外轴承环同轴设置的带有外滚动面(5)的内轴承环(4)以及大量在轴承环(2，4)之间在其滚动面(3，5)上滚动的滚动体(6)构成，所述滚动体由轴承罩(7)沿着圆周方向相互间保持均匀的间距，其中为了避免所述滚动体(6)和轴承环(2，4)之间的打滑，由空心滚柱(8)代替多个均匀分布在圆周上的所述滚动体(6)，所述空心滚柱具有比所述其余的滚动体(6)稍大的直径以及更小的弹性模量，用于确保在所述径向滚柱轴承(1)的空载状态下持续接触所述轴承环(2，4)并且由此确保用动态的转速持续驱动所述轴承罩(7)以及所述其余的滚动体(6)，其特征在于，所述空心滚柱(8)具有增加的交变弯曲疲劳极限，方法是其内罩面(9)通过专门的机械处理除了由其热处理而存在的压应力外，还具有另外的至少-200MPa的叠加到其最大负载上的压应力。

2.  根据权利要求1所述的径向滚柱轴承，其特征在于，所述空心滚柱(8)具有和所述其余的滚动体(6)相同的轴向长度并且在所述空心滚柱的内罩面(9)上优选地形成在-400MPa和-800MPa之间的总压应力。

3.  根据权利要求2所述的径向滚柱轴承，其特征在于，所述空心滚柱(8)的内罩面(9)优选通过硬碾压来进行机械加工。

4.  根据权利要求2所述的径向滚柱轴承，其特征在于，所述空心滚柱(8)的内罩面(9)优选通过喷丸硬化法来进行机械加工。

5.  根据权利要求2所述的径向滚柱轴承，其特征在于，所述空心滚柱(8)的内罩面(9)优选通过校准来进行机械加工。

径向滚柱轴承，尤其用于支承风力发电传动装置中的轴
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分构成的特征所述的径向滚柱轴承，并且该径向滚柱轴承尤其有利地在至少暂时地在很小的载荷下运转的轴承结构，例如支承风力发电传动装置中的轴中实现。
背景技术
对于滚柱轴承技术领域中的技术人员来说普遍公开的是，径向滚柱轴承在足够的载荷下具有最佳的动态运行状态，在该运行状态中滚动体以不在内轴承环和外轴承环的滚动面上滑动的方式进行滚动。此外，从至少暂时受到低载荷的径向滚柱轴承中获知，由滚动体和其轴承罩组成的滚动体组由于轴承中的摩擦或者说由于滚动体组的大的惯性力以及滚动体和滚动面之间暂时很小的接触力而不能以动态的转速旋转。因此，滚动体组的转速保持在动态的转速之下，使得滚动体处于动态的非最佳的状态下，由此造成在滚动体和至少一个滚动面之间打滑。在此，可以在滚动体和滚动面之间的接触面上形成润滑油膜，然而该润滑油膜在突然的转速变化或载荷变化时受到破坏，从而在出现打滑的接触位置上在最短的时间内不再有足够的润滑油膜。这会引起滚动面与滚动体的金属接触以及滚动体在滚动面上的滑动，直到滚动体加速到动态的转速上。由此，在滚动面和滚动体之间大的速度差以及分离的润滑油膜的缺失造成在滚动面和滚动体的表面中大的切向应力，该切向应力与最强烈的磨损现象如滚动面的打毛、材料裂开和至少与微蚀斑有关的涂污相联系并且导致径向滚柱轴承的过早失灵。
因此，由FR 2 479 369提出了一种径向滚柱轴承，该径向滚柱轴承基本上由带有内滚动面的外轴承环和与外轴承环同轴设置的带有外滚动面的内轴承环以及大量在轴承环之间在其滚动面上滚动的并且由轴承罩沿着圆周方向相互间保持均匀间距的滚动体构成，其中为了避免所描述的打滑效应以及由其带来的缺陷，在滚动体和轴承环之间由空心滚柱代替多个均匀分布在圆周上的滚动体。在此，该轴向构造得比其余滚动体略短的空心滚柱具有比其余滚动体略大的直径和更小的弹性模量，使得其在径向滚柱轴承的空载状态下与轴承环持续地接触，并且由此确保用动态的转速持续地驱动轴承罩以及其余的滚动体。
然而在实践中证明，这种径向滚柱轴承的由其持续的变形而遭受持续的弯曲交变应力的空心滚柱在其负载能力和疲劳强度方面是滚柱轴承的潜在的弱点，其造成滚柱轴承的承载能力的减小以及使用寿命的缩短。如此，例如首先在空心滚柱的内罩面上出现局部的应力集中，该应力集中在滚柱轴承的持续运行中导致空心滚柱的裂缝以及最终的断裂。这尤其会归因于使用标准滚柱轴承钢用于空心滚柱以及其标准热处理，其中空心滚柱通过在860℃的温度下进行硬化、在油槽或盐槽中淬火以及在190±10℃时进行退火获得连续的马氏体结构，该结构虽然通过其高硬度用于空心滚柱的高滚动强度，但是通过其微小粘性和压应力的缺少尤其不适合于其内罩面上持续的弯曲交变应力。为了避免这种应力集中的近似的措施虽然要空心滚柱和其余的滚动体设计具有更大的尺寸，但是其必然会引起整个轴承结构空间的增大以及滚柱轴承的制造成本的增加。
发明内容
因此，从现有技术的缺陷出发，本发明的目的是提出一种径向滚柱轴承、尤其用于支承风力发电传动装置中的轴，该径向滚柱轴承在最大程度上保留其原始的性能特征如承载量、结构空间和使用寿命的情况下为了避免滚动体和轴承环之间的打滑而装备有空心滚柱，该空心滚柱通过交变弯曲疲劳极限和疲劳强度的增加补偿其内罩面上的局部的应力集中。
根据本发明，该目的在根据权利要求1前序部分所述的径向滚柱轴承中如此得以实现，即空心滚柱的内罩面通过专门的机械处理除了由其热处理而存在的压应力外，还具有另外的至少-200MPa的叠加到其最大负载上的压应力。
由此，本发明基于这样的认识，即通过将额外的压应力机械地置入空心滚柱的内罩面中就已经能够补偿空心滚柱中导致空心滚柱的裂缝和最终断裂的局部的应力集中，并且由此显著提高空心滚柱的交变弯曲疲劳极限和疲劳强度以及这种径向滚柱轴承的承载能力和使用寿命，其中该压应力与由其热处理引起的压应力一起反作用于在轴承运行中引起的拉应力。
根据本发明构造的径向滚柱轴承的优选设计方案和改进方案在从属权利要求中得到描述。
随后根据权利要求2，根据本发明构造的径向滚柱轴承的特别有利的设计方案是，空心滚柱具有和其余滚动体相同的轴向长度并且在其内罩面上优选具有在-400MPa和-800MPa之间的总压应力。在此，将空心滚柱设计成与其余滚动体相同的轴向长度的目的是，将径向滚柱轴承的承载能力上的、由空心滚柱的设计决定的损失保持得尽可能小，而在-400MPa和-800MPa之间的压应力的值是空心滚柱的内罩面上为了提高其交变弯曲疲劳极限的大的压应力的有效性方面的最佳值。
根据权利要求3，在根据本发明构造的径向滚柱轴承的空心滚柱的内罩面上简单并且廉价地产生额外的压应力的第一方案是，通过硬碾压来机械加工所述空心滚柱的内罩面。该加工方法是非切削成形的方法，并且以以下说明为基础，即在如辊子或球体这样的硬化的滚动体的压力下提高切削加工的表面的强度。这通过成形尖端在形状上的塑性变形形成，即在轧辊和材料之间出现的表面压力在材料中产生三维的压应力，该压应力实现了材料的流变应力并且由此引起表面的局部塑性变形或者说硬化以及边缘区域中高的压应力。在此，根据材料和热处理状态能够在加工的表面中产生-1000MPa以下的额外的压应力。该方法的其它积极的作用是同时强烈降低表面粗糙度，这会使得空心滚柱的交变弯曲疲劳极限进一步提高。
根据权利要求4，在根据本发明构造的径向滚柱轴承的空心滚柱的内罩面中产生额外的压应力的第二方案是，通过喷丸硬化法对空心滚柱的内罩面进行机械加工。在所述也作为喷丸硬化得到公开的表面处理方法中，使用丸状的喷射介质，该介质以高速度抛向待处理的表面。这至少借助于叶轮喷射装置、压缩空气喷射装置或喷嘴喷射装置实现，其中将喷射介质颗粒加速到高速并且碰撞到待处理的表面上。由此，在表面的区域中产生硬化和塑性变形，该处理在空心滚柱中根据所使用的材料产生材料的在各个热处理状态下在空心滚柱的内罩面上的屈服极限以下的压应力。为了确保不强烈影响表面粗糙度，在技术上有意义的是压应力通过喷丸硬化法处于-800和-1000MPa之间的区域内。该方法的其它积极的作用是同时显著提高不锈钢的处理过的表面的耐腐蚀性。
在根据本发明构造的径向滚柱轴承的空心滚柱的内罩面中产生额外的压应力的作为替代方案的第三方案通过权利要求5最终还提出，空心滚柱的内罩面通过校准(kalibrieren)进行机械加工。在这种情况下，该校准是指具有比空心滚柱的孔的内直径略大的外直径的硬化过的本体压过空心滚柱的孔，使得其同样引起表面的局部塑性变形或者说硬化，引起边缘区域中高的压应力。在此，钢球作为硬化过的本体证明是最合适的，然而也可以使用具有倒圆棱边的圆柱形本体。在加工的表面中可产生的额外的压应力在这里根据材料处于-500MPa以下的范围内，其中作为有利的副作用，这里也会显著降低表面粗糙度。
由此，根据本发明构造的径向滚柱轴承相对于现有技术公开的径向滚柱轴承具有这样的优点，即该径向滚柱轴承在最大程度上保留其原始的性能特征如承载量、结构空间和使用寿命的情况下为了避免滚动体和轴承环之间的打滑而装备有空心滚柱，该空心滚柱通过其内罩面中由热处理已经存在的压应力的机械产生的提高而具有增加的交变弯曲疲劳极限和疲劳强度，并且由此补偿内罩面中的局部的应力集中。在此，当滚动体不是通过轴承罩导向，而是如在全滚柱式的轴承中一样自行导向时，也呈现出该优点。
附图说明
下面参照附图对根据本发明形成的径向滚柱轴承的优选实施方式进行详细解释。其中：
图1是根据本发明形成的径向滚柱轴承的侧视图；
图2是图1的根据本发明形成的径向滚柱轴承的横截面A-A。
具体实施方式
从图1和2的视图中明显看出用于支承风力发电传动装置中的轴的径向滚柱轴承1，该径向滚柱轴承以已知的方式由带有内滚动面3的外轴承环2和与外轴承环同轴设置的带有外滚动面5的内轴承环4以及大量在轴承环2，4之间在其滚动面3，5上滚动的滚动体6，这些滚动体通过轴承罩7沿着圆周方向相互间保持均匀的间距。同样可以从图中清楚地看出，在示出的径向滚柱轴承1中为了避免滚动体6和轴承环2，4之间的打滑，由空心滚柱8代替三个均匀分布在圆周上的滚动体6，这些空心滚柱具有比其余的滚动体6稍大的直径以及更小的弹性模量，用于确保在径向滚柱轴承1的空载状态下持续接触轴承环2，4并且由此确保用动态的转速持续驱动轴承罩7以及其余的滚动体6。
此外，为了在空心滚柱8的内罩面9上不再出现在径向滚柱轴承1的持续运行中会导致空心滚柱8的裂缝和断裂的局部的应力集中，空心滚柱8以根据本发明的方式具有增加的交变弯曲疲劳极限。这通过以下方法实现，即空心滚柱8具有和其余的滚动体6相同的轴向长度，并且其内罩面9通过专门的机械处理除了由其热处理而存在的压应力外，还具有另外的至少-200MPa的叠加到其最大负载上的压应力，使得空心滚柱8在其内罩面9上具有在-400MPa和-800MPa之间的总压应力。这样额外的压应力能够通过空心滚柱8的内罩面9的机械加工借助于硬碾压来特别简单并且廉价地进行制造，其中在如辊子或球体这样硬化的滚动体的压力下通过成形尖端(Profilespitze)的塑性变形在材料中产生三维的压应力，该压应力实现了材料的流变应力并且由此引起表面的局部塑性变形或者说加固以及边缘区域中高的压应力。
参考标号
1     径向滚柱轴承
2     外轴承环
3     内滚动面
4     内轴承环
5     外滚动面
6     滚动体
7     轴承罩
8     空心滚柱
9     内罩面