CN113565710A - 流体膜轴承和风力涡轮机 - Google Patents

Abstract

流体膜轴承和风力涡轮机。流体膜轴承，特别是用于风力涡轮机（1）中的转子毂（3）的流体膜轴承，包括支撑旋转的外部部件（7）的内部部件（6），其中内部部件（6）包括沿内部部件（6）的外部圆周分布的多个径向垫（8、9、28、29），径向垫（8、9、28、29）中的每个都具有至少一个径向垫滑动表面（10、30、31），其中径向垫滑动表面（10、30、31）在径向方向上支撑外部部件（7）的至少一个外部部件滑动表面（14、32、33）。

Description

流体膜轴承和风力涡轮机

技术领域

本发明涉及一种流体膜轴承，特别是用于风力涡轮机中的转子毂的流体膜轴承，该流体膜轴承包括支撑旋转的外部部件的内部部件。本发明还涉及一种风力涡轮机。

背景技术

风力涡轮机通常包括塔架、安装在塔架顶部上的机舱和具有已安装的转子叶片的转子毂，该转子毂可相对于机舱旋转以进行发电。毂可以耦接到驱动发电机的齿轮箱，或者风力涡轮机可以是直接驱动涡轮机。在第二种情况下，毂直接驱动发电机的转子。特别是在直接驱动风力涡轮机中，使用布置在定子外面并且直接耦接到毂的转子可以是有利的。在此情况下，转子和毂的布置需要由至少一个轴承可旋转地支撑。

文件WO 2013/034391 A2公开了一种使用单个滑动轴承的直接驱动风力涡轮机。在该轴承中，多个紧密间隔的垫安装在连接到毂的轴承的旋转外圈上。这些垫的凹形滑动表面在内部部件的滑动表面上滑动。与可用于此种布置的垫有关的细节例如在文件WO2018/166660 A1中公开。

任何种类的滑动轴承，特别是用于相对较重和相对较强负载的部件（如风力涡轮机的毂）的滑动轴承，将导致滑动表面，特别是垫的一定磨损。虽然这种磨损可以通过使用流体膜轴承而不是普通的滑动轴承来减少，但一定量的磨损仍然是不可避免的，特别是当使用流体动力学轴承时，因为流体膜只有在达到一定的旋转速度后才会在这些轴承中建立。这是特别正确的，因为垫通常在滑动表面的边缘上具有锐角，以确保其形状与内部部件的滑动表面匹配。因此，一般来说，有必要在一定的间隔内更换此种轴承的垫。

在前面讨论的轴承中，此种更换可能是有问题的，因为要么需要从毂的外部接近垫，要么需要在毂内提供专用的匍匐空间以接近垫。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种轴承，其可以允许更容易地接近垫，特别是当用作风力涡轮机中的毂的轴承时，并且可以允许更低的磨损。

该问题由最初讨论的流体膜轴承解决，其中内部部件包括沿内部部件的外周分布的多个径向垫，该径向垫中的每个都具有至少一个径向垫滑动表面，其中径向垫滑动表面在径向方向上支撑外部部件的至少一个外部部件滑动表面。

使用安装到内部部件（其可以特别是静态的）而不是外部部件（其可以特别是可旋转的）的垫，允许更容易地接近垫，特别是当流体膜轴承用于风力涡轮机时。在此情况下，在轴承的区域中内部部件通常具有近似管形。因此，内部部件形成了自然的匍匐空间，或甚至是更大的接近空间，以用于人员接近内部部件的壁，垫可以安装到该内部部件。如下面更详细讨论的，将垫安装在内部部件上也可以有助于避免在垫的径向垫滑动表面的圆周端处出现锐角，这也可以有助于减少磨损。

用于轴承的垫，例如下面将讨论的径向垫和可选的轴向垫，通常包括形成垫的滑动表面的接触部件和用于将接触部件安装到安装表面的支撑部件。接触部件和支撑部件之间的连接通常允许接触部件在至少一个方向上倾斜，以补偿内部和外部部件的轻微未对准以及公差。接触部件可以连接到支撑部件，例如通过枢轴、球窝连接或柔性支撑。用于提供此类垫的各种方法在现有技术中是已知的，并因此将不作详细讨论。应该注意的是，在一些情况下，仅接触部件被认为是垫，并且支撑部件被认为是垫支撑。因为接触部件和支撑部件之间的连接不是本发明的重点，并且这些部件也可以形成为单件，例如在柔性支撑的情况下，因此这些部件的组合将被简称为垫。

径向垫滑动表面、外部部件滑动表面和下面讨论的其他滑动表面可以被涂覆以进一步减少摩擦，例如，用巴氏合金、白金属、聚合物或一些其他材料涂覆。不同的滑动表面可以用不同的材料或相同的材料进行涂覆。也可以让滑动表面中的一些或全部不进行涂覆或其他表面处理。

为了允许内部和外部部件相对于彼此平稳旋转，优选地所有使用的滑动表面都与轴承的圆周方向基本上平行。因为生产期间的公差、部件的未对准等原因，相应滑动表面的表面与圆周方向之间可能会出现例如小于1度的小角度。

为了在径向方向上提供支撑，相应径向垫滑动表面和由径向垫滑动表面支撑的外部部件滑动表面需要与径向方向成一定角度布置。通过使用与径向方向正交的滑动表面，实现纯粹的径向支撑。将滑动表面在轴向方向上倾斜到一定程度，也被称为锥形滑动轴承，可以允许组合的径向支撑和轴向支撑。径向垫滑动表面可以例如以与径向方向的30°至60°的角度，例如大约45°的角度布置。通过选择该角度，可以调整径向支撑和轴向支撑的相对数量。应该注意的是，因为如上面讨论的垫接触部件到支撑部件的安装，径向垫滑动表面通常可以略微倾斜，例如小于1°或5°。

外部部件可以有彼此呈一定角度布置的多个外部部件滑动表面。不同的径向垫，优选是不同的径向垫组，可以支撑不同的外部部件滑动表面。也可以仅使用径向垫支撑外部部件滑动表面中的一个或一些，并且使用另外的垫，特别是下面讨论的轴向垫，来对外部部件进行轴向支撑。

在流体膜轴承中，需要向不同滑动表面之间的接触区域提供润滑剂。该润滑的多种方法在现有技术中是已知的，并且将不作详细讨论。润滑可以例如是水浸式润滑、直接润滑、通过喷杆润滑或一些其他种类的润滑。优选地，在流体膜轴承中使用油作为润滑剂。流体膜轴承可以优选是流体动力学轴承，或可替代地是流体静力学轴承。也可以使用这些轴承类型的组合，其中垫中的一些由流体动力学润滑进行润滑，并且垫中的一些由流体静力学润滑进行润滑。为了避免润滑剂的过度泄漏，轴承的不同部件之间的连接优选是密封的。为了简单起见，本申请中没有示出或讨论部件之间的密封，因为此类密封的实现方式在现有技术中是众所周知的。

在流体膜轴承中，一个滑动表面对另一个滑动表面的支撑涉及到力的间接传递，因为在这些表面之间布置有薄的润滑膜。在一些情况下，例如在流体动力学轴承中的低转速下，或者在流体静力学轴承中提供润滑剂的泵不运行时，相应滑动表面可能直接接触，并因此支撑可能通过力的直接交换来实现。

优选地，径向垫滑动表面具有凸形形状。当滑动表面具有凸形形状时，在滑动表面的任一点上的切线都不会与滑动表面相交。与具有凸形形状的滑动表面的垫相比，例如与前面讨论的现有技术的垫相比，径向垫滑动表面的边缘处的锐角被避免，这可以有助于提高垫的使用寿命。

优选地，在与轴承的旋转轴线正交的截面平面中，径向垫滑动表面可以具有一段圆形的形状。优选地，这对正交于与径向垫滑动表面相交的旋转轴线的每个截面平面都是如此。旋转轴线的方向也可以称为轴向方向。

在所讨论的一个或多个截面平面中，外部部件滑动表面可以具有圆形形状，引起两个滑动表面的形状相似，并因此引起改善的支撑。

在当外部部件具有多个外部部件滑动表面时的情况下，其中外部部件滑动表面中的至少一个由径向垫滑动表面支撑，内部部件可以另外包括沿内部部件的圆周分布的第一组轴向垫和第二组轴向垫，该轴向垫中的每个具有轴向垫滑动表面。其中第一组轴向垫的轴向垫滑动表面轴向支撑未被径向垫滑动表面支撑的外部部件滑动表面中的第一个，并且其中第二组轴向垫的轴向垫滑动表面轴向支撑未被径向垫滑动表面支撑的外部部件滑动表面中的第二个。

当由径向垫滑动表面支撑的外部部件滑动表面与径向方向近似正交时，使用另外的轴向垫可以是特别有利的，因为在此情况下，径向垫不能提供轴向支撑或只能提供非常有限的轴向支撑。由相应组的轴向垫滑动表面支撑的相应外部部件滑动表面中的至少一部分可以与轴向方向近似正交，例如，以与轴向方向至少80°或至少85°的角度布置。

优选地，两组轴向垫支撑彼此相对摆放和/或面对相对方向的外部部件滑动表面，因此在两个方向上都提供轴向支撑。

外部部件可以形成在径向方向上朝向内部部件延伸的环形突起，其中外部部件滑动表面形成在突起的径向端和突起的两个轴向端上，其中第一组轴向垫布置在突起的一侧上，并且第二组轴向垫在轴向方向上布置在突起的相对侧上。换句话说，轴向垫滑动表面从两侧支撑突起，因此在两个方向上都提供轴向支撑。形成在突起的径向端上的外部部件滑动表面可以由径向垫滑动表面支撑。

突起形成了轴承的外圈。在与轴承圆周方向正交的截面平面上，突起可以特别地具有I形横截面。

可替代地，外部部件可以形成环形外部区段和在径向方向上从外部区段向朝向内部区段延伸的两个环形突起，其中外部部件滑动表面形成在环形外部区段上，并且环形突起的内部面彼此面对，其中第一组轴向垫和第二组轴向垫布置在环形突起之间。

径向垫滑动表面可以支撑形成在环形外部区段上的外部部件滑动表面。相应组轴向垫的轴向垫滑动表面可以支撑布置在相应突起上的相应外部部件滑动表面。因为布置在突起上的外部部件滑动表面相互面对，所以可以在两个轴向方向上提供轴向支撑。

外部区段和两个突起可以形成轴承的外圈，其在与圆周方向正交的截面平面中具有U形横截面。

优选地，径向垫布置在与轴向垫不同的圆周位置处。这可以允许轴承在轴向方向上更短，因为轴向垫不需要在轴向方向上放置在径向垫旁边，而是可以例如放置在相同或相似的轴向位置，并在圆周方向上从径向垫移位。在轴向方向上的所获得空间也可用于为每个径向垫提供更大的径向垫滑动表面。

因为轴向垫和径向垫可以在轴向方向上放置在相似位置，并因此可以在圆周方向上沿线布置，该配置可以被认为是串列的配置。此种配置可以与前面讨论的U形和I形外圈组合。

原理上，径向垫和轴向垫可以在圆周方向上交替。然而，在风力涡轮机应用中，使用相对较少数量的径向垫可以是有利的，使得多个轴向垫或不同组的成对的轴向垫可以布置在一对径向垫之间。

所有的轴向垫可以布置在不同的圆周位置处。优选地，第一组轴向垫和第二组轴向垫的成员可以沿圆周方向交替。这可以用于进一步缩短轴承在轴向方向上的长度，特别是当与如上文讨论的轴承的U形外圈作为外部部件一起使用时。在此情况下，例如，两组轴向垫可以在轴向方向上相对于彼此仅轻微偏移，使得U形圈的两个突起之间的距离仅需要比单个轴向垫在轴向方向上的延伸稍大。

每个径向垫可以正好具有一个径向垫滑动表面，其中径向垫滑动表面的法线可以相对于径向方向倾斜，其中第一组径向垫的径向垫滑动表面可以面向轴承的第一轴向端，并且第二组径向垫的径向垫滑动表面可以面向轴承的第二轴向端。

径向垫滑动表面的法线可以相对于径向方向倾斜小于90°和大于0°的角度，优选地倾斜30°和60°之间的角度，例如，倾斜大约45°的角度。通过增加倾斜角，实现垫在轴向方向上的更强支撑，而减小角度在径向方向上提供更强支撑。对于不同组，径向垫朝向轴承不同端部的倾斜引起径向垫滑动表面面对不同方向。因此，两组径向垫在两个方向上提供轴向支撑，同时仍提供径向支撑。

外部部件可以形成环形突起，其在径向方向上朝向内部部件延伸并形成两个外部部件滑动表面，其中外部部件滑动表面的法线相对径向方向朝向轴承的不同端部倾斜，其中外部部件滑动表面中的每个在轴向方向和径向方向上由多组径向垫中的一个支撑，其中外部部件滑动表面彼此面对或彼此背对。

突起可以特别地形成轴承的外圈，该外圈在与圆周方向正交的截面平面中具有锥形的I形或U形横截面。外部部件滑动表面可以在该截面平面中特别地布置成V形，要么在突起的轴向端上，例如当形成具有锥形I形的圈时，要么在由突起形成的凹口中，例如当形成具有锥形U形的圈时。

第一组径向垫可以布置在与第二组径向垫不同的圆周位置处。这可以允许轴承在轴向方向上缩短，特别是当使用如上所讨论的锥形U形外圈时，因为从两侧提供轴向支撑的不同组的成对的径向垫不需要布置在相同的圆周位置处，并因此也不需要布置在不同的轴向位置处，但是可以沿内部部件的圆周串列布置。

外部部件可以形成为，特别是铸造为整件，并包括用于风力涡轮机的毂。这可以简化风力涡轮机的装配，并潜在地减少必要的材料量，并因此特别是减少轴承和毂的重量。另外，外部部件可以例如通过凸缘连接来附接到风力涡轮机的毂。

轴承的外圈，例如可以由如上面讨论的外部部件的突起形成，可以是锻造的钢圈，例如可以被硬化以获得抗磨损和损坏的表面。可替代地，它可以是铸铁圈，该铸铁圈可以涂覆有涂层以获得抗磨损和损坏的表面。其他实现方式也是可能的。

径向垫和/或轴向垫可以安装到内部部件的主体，方法是通过将相应径向垫或轴向垫插入由主体形成的支撑结构和相应外部部件滑动表面之间，或者通过将相应径向垫或轴向垫插入主体的相应开口中，该相应开口开在相应外部部件滑动表面上，并将支撑相应垫的底板或一些其他支撑结构固定到主体的背对相应滑动表面的背侧。用于垫的所提出的附接允许使垫易于维修和/或更换，特别是在风力涡轮机中使用时，并将在后面更详细讨论。

本发明还涉及一种风力涡轮机，其包括具有转子毂的转子，该转子毂使用根据本发明的流体膜轴承连接到风力涡轮机的另外的组件，其中毂是外部部件的一部分或安装到流体膜轴承的外部部件。毂和外部部件之间的连接优选是防扭的。内部部件和另外的组件之间的连接优选也是防扭的。进一步的部件可以例如是风力涡轮机的机舱和/或发电机的定子。优选地，外部部件也经由防扭连接来连接到发电机的转子，以提供直接驱动的风力涡轮机或到齿轮箱的输入级。

毂可以正好通过一个轴承连接到另外的组件。所讨论的流体膜轴承良好适合作为用于支撑风力涡轮机毂的唯一轴承。单轴承配置可以降低风力涡轮机的复杂性和成本。如果使用多个轴承，根据本发明的流体膜轴承可以用作最靠近毂的主轴承。

毂和/或内部部件和/或另外的组件可以形成允许人员接近内部部件的内部空间，其中径向和/或轴向的垫以人员可以从内部空间内更换它们的方式安装到内部部件的一个或多个另外的组件。

关于垫的安装和更换，将讨论两个示例性选项。在第一种配置中，垫在与相应垫的滑动表面基本上平行的方向上被移到它的最终位置或从该位置去除。例如，具有与轴承的轴向方向基本上正交的轴向垫滑动表面的轴向垫可以通过在径向方向上拉出垫来更换，或者通过在径向方向插入垫来插入。基本上提供纯径向支撑的径向垫，例如，具有与径向方向基本上正交的径向垫滑动表面的垫可以放置在最终位置或在轴向方向上从该位置去除。该方法的优点是，相应垫可以插入固定的支撑结构和外部部件滑动表面之间，因此形成一种夹层，其中垫的背侧由固定表面支撑。

然而，能够在与相应垫的滑动表面近似正交的方向上去除或放置垫中的至少一些也可以是有利的。这可以例如通过以下方法实现：通过在承载垫的支撑结构中提供延伸到外部部件滑动表面的开口，并将垫插入该开口中，并且通过将垫的板或一些其他支撑部件固定到开口周围的材料，将垫固定在该开口中。这可以例如对于在来自外部部件滑动表面的力作用于相应垫时去除垫是有用的。

附图说明

本发明的其他目的和特征将从以下结合附图考虑的详细描述中变得明显。然而，附图只是出于图示目的而设计的原理性草图，并且不限制本发明。附图示出：

图1是根据本发明的风力发电机的示例性实施例，其包括根据本发明的流体膜轴承的示例性实施例，

图2是图1所示的轴承的内部部件的透视图，

图3是图1所示的轴承中使用的径向垫的一般形状，以及

图4至图13是根据本发明的流体膜轴承的各种进一步的实施例的详细视图，该流体膜轴承可用于根据本发明的风力涡轮机的实施例中。

具体实施方式

图1示出了风力涡轮机1的详细视图，该风力涡轮机包括转子毂3，其使用流体膜轴承2可旋转地连接到风力涡轮机1的另外的组件5。毂3使用防扭连接安装到轴承2的外部部件7。例如，可以使用凸缘连接。可替代地，毂3和外部部件7可以形成（例如铸造）为单件。

外部部件7也使用防扭连接与结构4连接。结构4可以用来承载风力涡轮机1的发电机的转子，为了简单和清晰起见，图1中没有示出该转子。

轴承的内部部件6具有环形形状，并且可以与另外的组件5形成为整件，或者使用防扭连接与另外的组件5连接。另外的组件5特别地可以是或承载风力涡轮机1的发电机的定子，为了简单和清晰起见，没有示出该定子。

因为本发明的重点是各种滑动表面10、14和16-19的实现方式，所以附图中省略了有关流体膜轴承润滑的细节，例如密封件和可以任选地用来输送润滑剂的泵。

为了径向支撑外部部件7，内部部件6包括沿内部部件的外部圆周分布的多个径向垫8、9。原理上，可以使用沿圆周均匀分布的径向垫8、9。然而，使用不均匀的分布可以是有利的，例如，因为在径向方向上的主要负载通常由作用于毂3的重力引起。

径向垫8、9中的每个都具有相应径向垫滑动表面10，其在径向方向上支撑外部部件7的外部部件滑动表面14。滑动表面10、14可以例如被涂覆以改善滑动表面的坚固性和/或进一步减少摩擦。尽管滑动表面10、14在正常运行期间通常不直接接触，但因为在滑动表面10、14之间布置了薄的润滑剂膜，所以滑动表面10、14之间的接触可以例如在慢速旋转或当用于输送润滑剂的泵不工作时发生。

径向垫滑动表面10确实具有凸形形状，特别是在图2和图3中看到，图2和图3示出了没有外部部件7的内部部件6，以及单独径向垫8、9的一般形状的示意图。如图3所示，在与轴承的轴向方向正交的截面平面中，径向垫滑动表面10至少近似于圆的一段15的形状。在图1中，轴向方向与水平方向重合。

径向垫滑动表面10的凸形形状与外部部件滑动表面14的形状（其在同一截面平面中至少是近似圆形）紧密匹配。使用凸表面的另一个优点是避免了径向垫滑动表面10的边缘24、25处的锐角。这可以有助于减少径向垫滑动表面10和外部部件滑动表面14的磨损。

关于图3所示的径向垫8、9的一般形状，应该指出，用于轴承的垫，而且因此径向垫8、9和将在后面描述的其他垫，通常允许相应垫的滑动表面相对于垫的支撑部件有一定量的倾斜，该支撑部件用于将垫支撑抵靠安装表面或一些其他安装点。滑动表面通常通过安装到支撑部件（例如，通过枢轴或球窝连接）的接触部件提供。还可以为接触部件提供柔性支撑。在此情况下，接触部件和支撑部件可以由相同材料形成，通过相同材料的较薄部件连接，以允许一定量的弯曲。尽管后面的示例中的一些将示出这些不同部件，但一般来说，接触部件和支撑部件之间的确切连接类型对于径向垫8、9的所讨论的特征，以及后面将讨论的轴向垫20-23的特征来说并不是必要的。因此，在图1至图3和后面的附图中的一些中，为了简单起见，所有垫8、9、20-23都示出为单个材料块。

在参考图1至图3讨论的示例中，径向垫8、9被径向插入轴承的内部部件6的主体11的通孔12中。优选地，它们包括底板13，其可以用螺钉或螺栓固定到主体11。因为施加在径向垫滑动表面10上的径向力必须由用于将底板13连接到主体11的连接元件吸收，所以优选使用围绕通孔12圆周分布的多个连接元件，例如多个螺钉或螺栓。

在讨论的示例中，径向垫滑动表面10和外部部件滑动表面14基本上与径向方向正交，并且可因此仅在径向方向上支撑外部部件7，并因此支撑毂3。为了给外部部件7并因此毂3提供轴向支撑，外部部件7具有两个另外的滑动表面16、17，它们与轴承2的轴向方向大致正交。外部部件滑动表面17由第一组轴向垫20、21的轴向垫滑动表面19支撑。外部部件滑动表面16由第二组轴向垫22、23形成的轴向垫滑动表面18支撑。因此，外部部件7在两个轴向方向上都得到了支撑。

在图1所示的与轴承的圆周方向正交的截面平面中，环形外部部件7具有近似于字母“I”的形状，并形成在径向方向上朝向内部部件6延伸的突起。外部部件滑动表面14形成在该突起的径向端上，并且外部部件滑动表面16、17形成在该突起的轴向端上。

轴向垫20-24可以通过径向去除或将它们插入通过内部部件6的主体11的通孔26，使得它们夹在主体11和外部部件7之间来更换。为了允许便于维修径向垫8、9和轴向垫20-24，毂和内部部件和另外的组件或这些组件的子组可以形成内部空间27，以允许人员接近内部部件6。如前所述，径向垫8、9和轴向垫20-24都径向插入内部部件6的主体11中，并因此可以容易地从此种内部空间接近。如后面所讨论的，例如参考图12和图13，也可以使用用于安装垫的其他方法。

在前面讨论的示例中，径向垫滑动表面10与径向方向基本上正交。因此，有必要使用另外的轴向垫20-23以实现对外部部件7的轴向支撑，并因此实现对毂3的支撑。图4示出了可替代实施例，其中外部部件7具有锥形，从而形成两个外部部件滑动表面32、33，它们与轴承2的圆周方向基本上平行，但与轴承2的径向方向和轴向方向呈一定角度布置。通过使用一对径向垫28、29，其中相应径向垫滑动表面30、31的相应法线相对于径向方向倾斜，该对径向垫28、29足以同时提供径向支撑和轴向支撑。这些对径向垫28、29中的多个可以沿内部部件6的圆周间隔设置。

为了允许便于维修，径向垫28、29安装在内部部件6的主体11的通孔38、39中。如前所述，底板13可以用于用螺栓、螺钉或其他方式将相应垫28、29附接到主体11。

图4还示出了各个垫28、29的更详细的结构。垫28、29中的每个都包括支撑部件36，其包括用于将相应垫28、29固定到主体11的底板13。相应滑动表面30、31由相应接触部件34提供，该接触部件可以例如被涂覆以提供相应滑动表面30、31。将接触区段34和支撑区段36连接的连接区段35可以例如实现球窝连接或一些其他手段，以允许相应径向垫滑动表面30、31的轻微倾斜。通过去除径向垫28、29，如箭头37所示，例如，从图1所示的内部空间27内去除，它们可以容易地维修。

图5示出了先前讨论的实施例的轻微变化。因为大多数特征与图4所示的实施例相同，所以不同的组件使用了相同的标签。这些实施例之间的主要区别是将垫28、29安装到内部部件6的主体11。尽管参考图4讨论的实施例允许特别容易地去除垫28、29，因为它们甚至可以在经由垫滑动表面30、31被来自外部部件的力负载时被去除，但该实施例的缺点是，将相应底板13固定到主体11的固定手段需要支撑垫28、29以抵抗外部部件7对径向垫滑动表面30、31施加的任何力。

当使用图5所示的实施例时，外部部件7经由径向垫滑动表面30、31施加的力直接传递到内部部件6的主体11。在此情况下，垫28、29不能平行于支撑的轴线移动。相反，如图5中的箭头37所示，它们正交于该轴线被去除。垫28、29可以例如通过共同开口40从图1所示的内部空间27接近。

图6、图7和图8示出了可替代实施例，在径向支撑和轴向支撑使用了不同的垫组的范围内，其与参考图1至图3讨论的实施例相似。这些实施例之间的主要区别是外部部件7的形状。尽管在图1至图3的实施例中外部部件7在与轴承2的圆周方向正交的截面平面中具有I型，但根据图6至图8的实施例在此截面平面中使用具有U形的外部部件7，其由环形外部区段41和从该环形外部区段41朝向内部部件6延伸的两个突起42、43构成，如图6和图7所示。

与先前讨论的实施例中一样，为外部部件7提供径向支撑的径向垫8、9和提供轴向支撑的轴向垫20-23被设置在沿轴承2的圆周方向的不同位置。这一点例如从图8中明显看出，该图示出了内部部件6的透视图。因此，图6和图7示出了轴承2的沿其圆周的不同位置处的横截面，以示出径向垫8和轴向垫20、22与外部部件7的相互作用。

如图6所示，外部部件滑动表面14由环形外部区段41形成。径向垫8以与先前讨论的实施例中基本上相同的方式安装到内部部件6的主体11。因为在突起42、43和径向垫8之间有相对较大的间隙45，所以只有径向垫滑动表面14与外部部件7相互作用。

如图7所示，轴向垫20、22被夹在由内部部件6的主体11形成的支撑圈44与外部部件7的相应突起42、43之间。因为在轴向垫20、22和外部部件7的环形外部区段41之间有足够大的间隙46，所以轴向垫20、22仅与突起42、43相互作用以轴向支撑外部部件7。相应轴向垫滑动表面18、19支撑相应外部部件滑动表面16、17。图7中的轴向外部部件滑动表面16、17彼此面对，而根据图1至图3的实施例中提供相同功能的外部部件滑动表面16、17则彼此背对。

图9示出了参考图6至图8讨论的实施例的变化。仅示出了轴承2的小的圆周区段，其中外部部件7的一部分被切掉，以示出轴向垫20-22和径向垫滑动表面10中的一个的布置。为了改善清晰度，不同垫20-22被更详细一点示出，而不是与先前示例中一样简单地示出为轮廓。

根据图9的实施例与先前讨论的实施例的主要区别是不同的轴向垫20-22的布置。在先前的实施例中，两个轴向垫20、22布置在相应圆周位置，这两个轴向垫20、22都由支撑圈44支撑。根据图9的实施例代替地将所有的轴向垫20-22放置在不同的圆周位置。因此，第一组轴向垫20、21（其轴向垫滑动表面19支撑外部部件滑动表面17）放置在与第二组轴向垫22、23（其轴向垫滑动表面18支撑在图9中被突起42隐藏的外部部件滑动表面16）不同的圆周位置。在每个圆周位置仅使用单个轴向垫20-22可以减少轴承的宽度，这在一些情况下可以是有利的。

对于先前参考图4和图5讨论的实施例，轴承2的宽度也可以实现相似的减少，该实施例使用两个外部部件滑动表面32、33，这两个外部部件滑动表面都与径向方向和轴向方向成一定角度布置，因此在轴向方向和径向方向上支撑外部部件7。现在参考图10和图11描述此实施例，图10和图11示出了在不同圆周位置处与轴承2的圆周方向正交的横截面。因为支撑外部部件7的方法与图4和图5中相似，所以对服务于相同或相似目的的组件使用相同的附图标记。

与图4和图5所示的实施例的第一个区别是外部部件7的形状。代替图4和图5所示的锥形I形，外部部件7现在具有锥形U形，其具有形成两个外部部件滑动表面32、33的带有锥形端部的两个突起。因此，在根据图10和图11的实施例中，外部部件滑动表面32、33彼此面对。

由于外部部件滑动表面32、33的这种布置，两个径向垫28、29在轴承2的圆周方向上不能放置在同一位置。代替地，它们在圆周方向上有一定距离的位移。优选地，径向垫的布置方式是图10所示取向的垫和图11所示取向的垫交替。

图12示出了所讨论的流体膜轴承2的进一步的变化。该轴承的整体设计相似于参考图1至图3讨论的轴承，具有近似I形的外部部件7，其由径向垫8和成对的轴向垫20、22支撑。在图12所示的示例中，轴向垫20、22和径向垫8布置在同一圆周位置处。也可以为径向垫8和轴向垫20、22使用不同的圆周位置，和/或将用于不同方向的轴向支撑的轴向垫20、22放置在不同的圆周位置处。

参考图1至图3讨论的实施例与根据图12的实施例之间的主要区别是，轴向垫20、22安装到内部部件6的主体11的方式。代替将它们径向插入外部部件7和主体11之间，将它们插入主体11的轴向开口48中，并经由在开口上方延伸的底板13附接到主体11，例如通过用螺钉或螺栓将底板13固定到主体11。该方法已经参考图1关于径向垫8进行讨论。

内部部件6经由位于轴向垫20之外的连接件47连接到另外的组件5，因此允许从内部空间27在箭头37指示的相应方向上去除径向垫8以及轴向垫20、22，如参考图1讨论的。

图13中示出了轴承2的进一步的变体。与图12所示的轴承2的主要区别是径向垫8的不同安装。代替由底板13附接径向垫，由内部部件6的主体11直接支撑径向垫8的支撑区段36。当预计径向垫8将被强烈负载时，这可以是有利的，因为否则的话这些强烈负载将必须由使底板13固定到主体11的螺钉或螺栓支撑。

与根据图12的实施例的另一个区别是，将连接件47放置于另外的组件5。在图13所示的实施例中，轴向垫20因此位于由进一步的部件5和轴承2形成的内部空间27之外。尽管此种布置可能使轴向垫20的更换更麻烦，但在一些情况下可以是有利的，例如，当需要小直径的进一步的部件5时。

显然，关于各个实施例讨论的特征可以以各种方式组合。内部和外部部件与风力涡轮机1的各种其他部件的连接也可以变化。例如，可以将外部部件7与毂和/或结构4形成为整件，或通过不同的连接，例如通过凸缘连接，将外部部件7连接到这些件中的一个或两个。对应地，可以将进一步的部件5和内部部件6作为整件提供，或通过凸缘将它们连接，等等。

尽管本发明已参考优选实施例进行了详细描述，但本发明不受所公开的示例限制，本领域技术人员能够从所公开的示例中得出其它变型而不脱离本发明的范围。

Claims (12)

1.一种流体膜轴承，特别是用于风力涡轮机（1）中的转子毂（3）的流体膜轴承，包括支撑旋转的外部部件（7）的内部部件（6），其中所述内部部件（6）包括沿所述内部部件（6）的外部圆周分布的多个径向垫（8、9、28、29），所述径向垫（8、9、28、29）中的每个具有至少一个径向垫滑动表面（10、30、31），其中所述外部部件（7）具有多个外部部件滑动表面（14、16、17），其中所述径向垫滑动表面（10、30、31）在径向方向上支撑所述外部部件（7）的所述外部部件滑动表面（14、32、33）中的至少一个，其中所述内部部件（6）另外包括沿所述内部部件（6）的所述圆周分布的第一组轴向垫和第二组轴向垫（20-23），所述轴向垫（20-23）中的每个具有轴向垫滑动表面（18、19），其中所述第一组轴向垫（20、21）的所述轴向垫滑动表面（19）轴向支撑未被所述径向垫滑动表面（10）支撑的所述外部部件滑动表面中的第一个（17），并且其中所述第二组轴向垫（22、23）的所述轴向垫滑动表面（18）轴向支撑未被所述径向垫滑动表面（10）支撑的所述外部部件滑动表面中的第二个（16），其特征在于，所述外部部件（7）形成环形外部区段（41）和在所述径向方向上从所述外部区段（41）朝向所述内部部件（6）延伸的两个环形突起（42、43），其中所述外部部件滑动表面（10、16、17）形成在所述环形外部区段（41）上，并且所述环形突起（42、43）的内部面彼此面对，其中所述第一组轴向垫和第二组轴向垫（20-23）布置在所述环形突起之间。

2.根据权利要求1所述的流体膜轴承，其特征在于，所述径向垫滑动表面（10、30、31）具有凸形形状。

3.根据权利要求1或2所述的流体膜轴承，其特征在于，所述径向垫（10）布置在与所述轴向垫（20-23）不同的圆周位置处。

4.根据前述权利要求中任一项所述的流体膜轴承，其特征在于，所有轴向垫（20-23）布置在不同的圆周位置处。

5.根据前述权利要求中任一项所述的流体膜轴承，其特征在于，每个径向垫（28、29）正好具有一个径向垫滑动表面（30、31），其中所述径向垫滑动表面（30、31）的法线相对于所述径向方向倾斜，其中第一组径向垫（28）的所述径向垫滑动表面（30）面向所述轴承（2）的第一轴向端，并且其中第二组径向垫（29）的所述径向垫滑动表面（31）面向所述轴承（2）的第二轴向端。

6.根据权利要求5所述的流体膜轴承，其特征在于，所述外部部件（7）形成环形突起，所述环形突起在所述径向方向上朝向所述内部部件（6）延伸并形成两个外部部件滑动表面（32、33），其中所述外部部件滑动表面（32、33）的法线相对于所述径向方向朝向所述轴承（2）的不同端部倾斜，其中所述外部部件滑动表面（32、33）中的每个在所述轴向方向和径向方向上由所述组径向垫（28、29）中的一个支撑，其中所述外部部件滑动表面（32、33）彼此面对或彼此背对。

7.根据权利要求5或6所述的流体膜轴承，其特征在于，所述第一组径向垫（28）布置在与所述第二组径向垫（29）不同的圆周位置处。

8.根据前述权利要求中任一项所述的流体膜轴承，其特征在于，所述外部部件（7）形成为，特别是铸造为整件，并且包括用于风力涡轮机（1）的毂（3）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的流体膜轴承，其特征在于，所述径向垫（8、9、28、29）和/或所述轴向垫（20-23）安装到所述内部部件（6）的主体（11），方法是通过将相应径向垫或轴向垫（8、9、20-23、28、29）插入由所述主体（11）形成的支撑结构和相应外部部件滑动表面（14、16、17、32、33）之间，或者通过将相应径向垫或轴向垫（8、9、20-23、28、29）插入所述主体（11）的相应开口中，相应开口开在相应外部部件滑动表面（14、16、17、32、33）上，并将支撑相应垫（8、9、20-23、28、29）的底板（13）或其他一些支撑结构固定到所述主体（11）的背对相应滑动表面（14、16、17、32、33）的背侧。

10.一种风力涡轮机，其包括具有转子毂（3）的转子，所述转子毂（3）使用根据前述权利要求中任一项所述的流体膜轴承（2）连接到所述风力涡轮机（1）的另外的组件（5），其中所述毂（3）是所述外部部件（7）的一部分，或安装到所述流体膜轴承（2）的所述外部部件（7）。

11.根据权利要求10所述的风力涡轮机，其特征在于，所述毂（3）正好通过一个轴承（2）连接到所述另外的组件（5）。

12.根据权利要求10或11所述的风力涡轮机，其特征在于，所述毂（3）和/或所述内部部件（7）和/或所述另外的组件（5）形成允许人员接近所述内部部件（7）的内部空间（27），其中所述径向垫和/或所述轴向垫（8、9、20、21、22、23、28、29）以人员能够从所述内部空间（27）内更换它们的方式安装到所述内部部件（6）的一个或多个另外的组件。

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