DE102009031888B4

DE102009031888B4 - Safety bearing for catching a rotor shaft of a machine

Info

Publication number: DE102009031888B4
Application number: DE200910031888
Authority: DE
Inventors: Hartmut Walter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2029-07-07
Also published as: DE102009031888A1

Abstract

Fanglager zum Auffangen einer Rotorwelle (3) einer Maschine (1), wobei das Fanglager (2') einen Außenring (6) und einen gegenüber dem Außenring (6) rotierbar angeordneten Innenring (7') ausweist, wobei zwischen dem Außenring (6) und dem Innenring (7') Kugeln (8) angeordnet sind, wobei der Innenring (7') einen ersten Ring (11) und einen um den ersten Ring (11) angeordneten zweiten Ring (13) aufweist, wobei der erste Ring (11) über ein elastisches Element (12) mit dem zweiten Ring (13) verbunden ist, wobei das elastische Element (12) in Form einer elastischen Schicht (12') ausgebildet ist, wobei die elastische Schicht (12') aus Kupfer, Blei oder Zinn ausgebildet ist.Safety bearing for catching a rotor shaft (3) of a machine (1), the safety bearing (2 ') having an outer ring (6) and an inner ring (7') arranged rotatably with respect to the outer ring (6), wherein between the outer ring (6) and balls (8) are arranged on the inner ring (7 '), the inner ring (7') having a first ring (11) and a second ring (13) arranged around the first ring (11), the first ring (11 ) is connected to the second ring (13) via an elastic element (12), the elastic element (12) being designed in the form of an elastic layer (12 '), the elastic layer (12') made of copper, lead or Tin is formed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fanglager zum Auffangen einer Rotorwelle einer Maschine.The invention relates to a fishing camp for catching a rotor shaft of a machine.

Zur Lagerung der rotierenden Rotorwelle bei einer Maschine werden heutzutage immer öfter Magnetlager zur betriebsmäßigen Lagerung der Rotorwelle eingesetzt, die mit Hilfe magnetischer Felder die rotierende Rotorwelle in einem Schwebezustand halten. Bei Ausfall des Magnetlagers, z. B. infolge eines Stromausfalls, fällt die Rotorwelle in ein Fanglager und wird von diesem aufgefangen. Ein Fanglager dient solchermaßen zum Auffangen der Rotorwelle. Das Fanglager übernimmt bis zu einem vollständigen Anhalten der Rotorwelle temporär die Lagerung der Rotorwelle. Fanglager müssen zum Einen den Stoß beim Absturz der rotierenden Rotorwelle in das Fanglager aushalten und zum Anderen ein sicheres Austrudeln der Rotorwelle in dem Fanglager gewährleisten. Das Fanglager weist hierzu einen im Vergleich zum Rotorwellendurchmesser geringfügig größeren Innendurchmesser auf, so dass die Rotorwelle im Normalbetrieb, d. h. bei aktivem Magnetlager, das Fanglager nicht berührt. Üblicherweise ist das Fanglager im Bereich des jeweiligen Endes der Rotorwelle im Ständergehäuse der Maschine untergebracht.For the storage of the rotating rotor shaft in a machine nowadays magnetic bearings are increasingly used for operational storage of the rotor shaft, which keep the rotating rotor shaft in a limbo state with the aid of magnetic fields. In case of failure of the magnetic bearing, z. B. due to a power failure, the rotor shaft falls into a fishing camp and is caught by this. A fishing camp serves to catch the rotor shaft. The fishing camp temporarily takes over the bearing of the rotor shaft until complete stop of the rotor shaft. On the one hand, catch bearings have to withstand the shock when the rotating rotor shaft crashes into the safety bearing and, on the other hand, ensure a safe coasting of the rotor shaft in the safety bearing. For this purpose, the fishing camp has a slightly larger inner diameter compared to the rotor shaft diameter, so that the rotor shaft in normal operation, ie. H. with active magnetic bearing, the catching bearing does not touch. Usually, the fishing camp is housed in the region of the respective end of the rotor shaft in the stator housing of the machine.

Fanglager müssen zum einen den Stoß bei Absturz der rotierenden Rotorwelle in das Fanglager aushalten, und zum anderen ein sicheres Austrudeln der Rotorwelle in dem Fanglager gewährleisten. Dabei werden die Fanglager erheblichen Belastungen ausgesetzt, die zu einem starken Verschleiß der Fanglager führen. Durch Verschleiß verkürzt sich die Lebensdauer der Fanglager, wobei im ungünstigsten Fall die Fanglager wegen des Verschleißes bereits nach einem Auslauf der Rotorwelle für den nächsten Absturz der Rotorwelle nicht mehr einsatzfähig sind.Tail bearings must on the one hand endure the shock when the rotating rotor shaft crashes into the safety bearing, and on the other hand ensure a safe coasting of the rotor shaft in the safety bearing. The fishing camps are exposed to considerable loads, which lead to heavy wear of the fishing camp. Due to wear, the life of the fishing camp is shortened, in the worst case the fishing camps are no longer operational because of the wear after an outlet of the rotor shaft for the next crash of the rotor shaft.

Der Verschleiß wird bei Kugellagern durch ungünstige Abrollbedingungen im Lager hervorgerufen oder durch Verschleiß, der aufgrund von sogenannten Pittings in der Laufbahn der Kugeln entsteht. Die Pittings entstehen durch eine hohe Flächenpressung an der jeweiligen Berührstelle der Kugeln mit der Laufbahn bei einem Absturz der Rotorwelle und/oder einem unkontrollierten Schlagen der Rotorwelle im Fanglager. An den Pittings entsteht, wenn die Kugeln die Pittings überrollen, ein starker und schnell fortschreitender Verschleiß des Fanglagers. Die Möglichkeit, den Verschleiß zu minimieren, z. B. durch Fettung oder Ölschmierung kann bei dem besonderen Einsatz eines Kugellagers als Fanglager nicht durchgeführt werden.In ball bearings, wear is caused by unfavorable rolling conditions in the bearing or by wear caused by so-called pittings in the raceway of the balls. The pittings are created by a high surface pressure at the respective point of contact of the balls with the raceway in case of a crash of the rotor shaft and / or an uncontrolled hitting the rotor shaft in the fishing camp. At the pittings, when the balls roll over the pits, a strong and rapidly progressing wear of the backup bearing occurs. The ability to minimize wear, eg. B. by greasing or oil lubrication can not be performed in the particular use of a ball bearing as a fishing camp.

Die als Fanglager verwendeten Kugellager sind in der Regel im Allgemeinen Präzisionsspindellager, die insbesondere bei einer Rotorwelle, die sich mit hoher Drehzahl dreht, häufig verwendet werden. Dabei sind in Allgemeinen oftmals Genauigkeiten der Lagertoleranzen von < 0,5 μm erforderlich. Insbesondere bei diesen Kugellagern sind sehr genaue Toleranzen der Abmessungen der Kugel, der Laufbahnen und des Innenrings einzuhalten, damit gleichmäßige Abrollbedingungen entstehen. Bei einer herkömmlichen Verwendung der Kugellager als Präzisionsspindellager ist der Innenring auf die rotierende Welle aufgeschrumpft und somit in seiner Form als Ring durch die runde Welle stabilisiert. Der Innenring kann somit maximal eine Formabweichung aufweisen, die dem Formfehler der Welle von der idealen Kreisform am Einbauort des Kugellagers entspricht.The ball bearings used as a backup bearing are generally precision spindle bearings in general, which are often used in particular at a rotor shaft rotating at high speed. In general, accuracies of the bearing tolerances of <0.5 μm are generally required. Especially with these ball bearings very accurate tolerances of the dimensions of the ball, the raceways and the inner ring must be maintained so that uniform rolling conditions arise. In a conventional use of the ball bearings as precision spindle bearings, the inner ring is shrunk onto the rotating shaft and thus stabilized in its shape as a ring by the round shaft. The inner ring can thus have a maximum of a shape deviation corresponding to the shape error of the shaft of the ideal circular shape at the installation of the ball bearing.

Bei einem Fanglager aber, bei dem die Rotorwelle bei einem Absturz der Rotorwelle nur mit einer Linienauflage den Innenring des Fanglagers belastet, kann sich der Innenring elastisch oder sogar plastisch verformen. Durch diese Verformung wird die Präzision des Fanglagers, und damit die gewollten Abrollbedingungen der Kugeln gestört. Wenn die Abrollbedingungen gestört sind, kommt es insbesondere vor allem bei käfiglosen Kugellagern zum Klackern der Kugeln untereinander, was den Verschleiß des als Fanglager verwendeten Kugellagers extrem erhöht.In a fishing camp, however, in which the rotor shaft loaded in a crash of the rotor shaft only with a line support the inner ring of the backup bearing, the inner ring can deform elastically or even plastically. By this deformation, the precision of the backup bearing, and thus the desired rolling conditions of the balls is disturbed. If the rolling conditions are disturbed, it is particularly with cageless ball bearings to clack the balls with each other, which increases the wear of the ball bearing used as a safety bearing extremely.

Um das Problem der hohen Flächenpressung, welche bei einer Stoßbelastung bei einem Absturz der Rotorwelle auftritt, in den Griff zu bekommen, ist ein elastischer Einbau des Fanglagers im Fanglagerträger, bekannt. Bei dieser Lösung bleibt das Problem der Verformung des Innenrings erhalten und der Einbau der Nachgiebigkeit des Fanglagers zum Fanglagerträger hat nur einen begrenzten unzureichenden Effekt.To get the problem of high surface pressure, which occurs at a shock load in a crash of the rotor shaft, under control, an elastic installation of the backup bearing in the backup bearing carrier is known. In this solution, the problem of deformation of the inner ring is maintained and the installation of the compliance of the backup bearing to the backup bearing carrier has only a limited insufficient effect.

Weiterhin ist bekannt, das Problem der hohen Flächenpressung bei Stoßbelastung durch Verändern der Schmiegung der Kugeln des Kugellagers zu lösen. Das Problem dabei ist, dass eine größere Schmiegung (Quotient zwischen Laufbahnradius und Kugeldurchmesser), gegenläufig zur erreichbaren Drehzahl ist. Das Fanglager kann somit entweder nur optimal für die notwendige Drehzahl oder nur optimal für die auftretende Stoßbelastung ausgelegt werden.Furthermore, it is known to solve the problem of high surface pressure at impact load by changing the osculation of the balls of the ball bearing. The problem here is that a larger osculation (quotient between raceway radius and ball diameter), in opposite directions to the achievable speed. The fishing camp can thus be designed either only optimally for the necessary speed or only optimally for the impact load occurring.

Aus der EP 1244196 A2 ist eine Walze zum Führen von zumindest einem Faden mit einem hohlzylindrischen Walzenmantel bekannt. Der hohlzylindrische Walzenmantel ist dabei an einem Träger durch zumindest ein radial wirkendes Magnetlager gelagert.From the EP 1244196 A2 is a roller for guiding at least one thread with a hollow cylindrical roll shell known. The hollow cylindrical roller shell is mounted on a support by at least one radially acting magnetic bearing.

Aus der US 2,414,335 A ist eine Lagereinheit bekannt, in die zum Zwecke der Absorption und Vibrationen Gummi oder ein anderes elastisches Material integriert ist.From the US 2,414,335 A a storage unit is known in which for the purpose of absorption and vibration rubber or other elastic material is integrated.

Aus der WO 99/37931 A1 ist ein Kugellager mit einem äußeren Laufring, einem konzentrischen Innenring und mit zwischen den Laufringen angeordneten Kugeln bekannt. From the WO 99/37931 A1 is known a ball bearing with an outer race, a concentric inner ring and with balls arranged between the races.

Aus der US 1,370,599 A ist ein elastisches Element für ein Radiallager bekannt.From the US 1,370,599 A is known an elastic element for a radial bearing.

Aus der nachveröffentlichten DE 10 2008 007 168 A1 ist eine Gelenkwellen-Zwischenlagerung bekannt, die mindestens ein Lager mit mindestens einem Lageraußenring umfasst, wobei das mindestens ein Lager an oder in einem Lagerträger festgelegt ist und eine zu lagernde Gelenkwelle an einer Lagerstelle zumindest radial lagert.From the post-published DE 10 2008 007 168 A1 is a propeller shaft intermediate storage is known, which comprises at least one bearing with at least one bearing outer ring, wherein the at least one bearing is fixed to or in a bearing carrier and supports a bearing to be stored propeller shaft at a bearing at least radially.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verschleißarmes Fanglager zu schaffen.It is an object of the invention to provide a wear-resistant fishing camp.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fanglager zum Auffangen einer Rotorwelle einer Maschine, wobei das Fanglager einen Außenring und einen gegenüber dem Außenring rotierbar angeordneten Innenring ausweist, wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring Kugeln angeordnet sind, wobei der Innenring einen ersten Ring und einen um den ersten Ring angeordneten zweiten Ring aufweist, wobei der erste Ring über ein elastisches Element mit dem zweiten Ring verbunden ist, wobei das elastische Element in Form einer elastischen Schicht ausgebildet ist, wobei die elastische Schicht aus Kupfer, Blei oder Zinn ausgebildet ist.This object is achieved by a fishing camp for catching a rotor shaft of a machine, wherein the fishing camp has an outer ring and a respect to the outer ring rotatably arranged inner ring, wherein between the outer ring and the inner ring balls are arranged, wherein the inner ring a first ring and one around the The first ring is arranged on the second ring, wherein the first ring is connected via an elastic member to the second ring, wherein the elastic member is formed in the form of an elastic layer, wherein the elastic layer of copper, lead or tin is formed.

Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch ein Fanglager zum Auffangen einer Rotorwelle einer Maschine, wobei das Fanglager einen Außenring und einen gegenüber dem Außenring rotierbar angeordneten einstückigen Innenring ausweist, wobei zwischen dem Außenring und dem Innenring Kugeln angeordnet sind, wobei der Innenring einen ersten Ring und einen um den ersten Ring angeordneten zweiten Ring aufweist, wobei der erste Ring über ein elastisches Element mit dem zweiten Ring verbunden ist, wobei das elastische Element in Form eines Stegs mit vom ersten Ring und vom zweiten Ring abweichender Dicke ausgebildet ist, wobei der Steg den ersten und den zweiten Ring an einer Seite des ersten und des zweiten Rings verbindet, wobei der Innenring u-förmig und aus Vollmaterial ausgebildet ist.Furthermore, this object is achieved by a fishing camp for catching a rotor shaft of a machine, wherein the fishing camp has an outer ring and a rotatable relative to the outer ring arranged integral inner ring, wherein between the outer ring and the inner ring balls are arranged, wherein the inner ring has a first ring and a the first ring is connected to the second ring via an elastic element, the elastic element being in the form of a web with a thickness deviating from the first ring and the second ring, the web forming the first one and connecting the second ring to one side of the first and second rings, the inner ring being U-shaped and made of solid material.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das elastische Element in Form einer elastischen Schicht ausgebildet ist. Hierdurch wird eine besonders einfache Realisierung des erfindungsgemäßen Fanglagers ermöglicht.It proves to be advantageous if the elastic element is designed in the form of an elastic layer. As a result, a particularly simple realization of the backup bearing according to the invention is made possible.

In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die elastische Schicht aus Kunststoff oder aus einem weichen Metall besteht, da sich dann das Fanglager besonders kostengünstig realisieren lässt.In this context, it proves to be advantageous if the elastic layer consists of plastic or of a soft metal, since then the fishing camp can be realized particularly cost-effective.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das elastische Element als Federelement ausgebildet ist, da bei einer Ausführung des elastischen Elements als Federelement Stoßbelastungen besonders gut aufgefangen werden können.Furthermore, it proves to be advantageous if the elastic element is designed as a spring element, since in an embodiment of the elastic element as a spring element shock loads can be absorbed very well.

In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Federelement in Form einer Wellfolie oder in Form einer Blattfederanordnung ausgebildet ist. Eine Ausbildung des Federelements als Wellfolie oder in Form einer Blattfederanordnung stellt eine besonders einfache Realisierung des Federelements dar.In this context, it proves to be advantageous if the spring element is designed in the form of a corrugated foil or in the form of a leaf spring arrangement. An embodiment of the spring element as a corrugated foil or in the form of a leaf spring arrangement represents a particularly simple realization of the spring element.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn das elastische Element in Form eines Stegs ausgebildet ist, der den ersten und den zweiten Ring an einer Seite des ersten und des zweiten Rings verbindet. Durch diese Maßnahme lässt sich ein besonders einfach aufgebautes Fanglager realisieren.Furthermore, it proves to be advantageous if the elastic element is designed in the form of a web which connects the first and the second ring on one side of the first and the second ring. By this measure, a particularly simple constructed catching can be realized.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, eine Maschine auszubilden, die das erfindungsgemäße Fanglager aufweist. Die Maschine weist dabei vorzugsweise ein Magnetlager zur betriebsmäßigen Lagerung der Rotorwelle auf. Die Maschine kann z. B. als Elektromotor oder Generator oder Kompressor oder Verdichter oder als Turbine ausgebildet sein. Die Maschine kann insbesondere als Windkraftgenerator ausgebildet sein.Furthermore, it proves to be advantageous to form a machine having the inventive fishing camp. The machine preferably has a magnetic bearing for operational storage of the rotor shaft. The machine can z. B. be designed as an electric motor or generator or compressor or compressor or as a turbine. The machine can be designed in particular as a wind power generator.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:Three embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail below. Showing:

1 eine schematisierte Ansicht einer Maschine, die ein Fanglager aufweist, 1 a schematic view of a machine having a fishing camp,

2 eine perspektivische Darstellung einer Maschine, die ein aus dem Stand der Technik bekanntes Kugellager als Fanglager aufweist, 2 a perspective view of a machine having a known from the prior art ball bearing as a fishing camp,

3 eine schematisierte Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Fanglagers, 3 a schematic sectional view of a backup bearing according to the invention,

4 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fanglagers, 4 An embodiment of the invention Fanglager,

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fanglagers, und 5 a further embodiment of the invention Fanglager, and

6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fanglagers. 6 a further embodiment of the invention Fanglager.

In 1 sind in Form einer schematisierten Darstellung die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente einer Maschine 1 dargestellt, die im Rahmen des Ausführungsbeispiels als Elektromotor ausgebildet ist. Andere Elemente der Maschine, wie z. B. Läuferjoch etc., sind der Übersichtlichkeit halber und da zum Verständnis der Erfindung unwesentlich nicht in 1 dargestellt. Die Maschine 1 weist eine rotierbar angeordnete, mittels eines Magnetlagers 4 gelagerte Rotorwelle 3 auf, die im Betrieb der Maschine 1 um eine Rotationsachse R rotiert. In 1 are in the form of a schematic representation of the essential for understanding the invention elements of a machine 1 shown, which is formed in the embodiment as an electric motor. Other elements of the machine, such as. As rotor yoke, etc., are for the sake of clarity and because of the understanding of the invention is not essential in 1 shown. The machine 1 has a rotatably arranged, by means of a magnetic bearing 4 mounted rotor shaft 3 on, in the operation of the machine 1 rotated about a rotation axis R.

Ein Magnetlager 4 hält die Rotorwelle 1 mit einem geregelten Magnetfeld in einem Luftspalt 15 in Schwebe. Das Magnetlager 4 weist hierzu als wesentliche Elemente Spulen zur Erzeugung des Magnetfelds auf.A magnetic bearing 4 Holds the rotor shaft 1 with a controlled magnetic field in an air gap 15 in suspension. The magnetic bearing 4 has for this purpose as essential elements coils for generating the magnetic field.

Neben dem Magnetlager 4 weist die Maschine 1 ein Fanglager 2 auf, das bei einem Ausfall des Magnetlagers 4 die Rotorwelle 1 auffängt, wenn diese in das Fanglager 2 fällt, wobei das Fanglager die Lagerung der Rotorwelle 3 bis zum Stillstand übernimmt. Ein solcher Ausfall des Magnetlagers 4 kann z. B. bei einem Stromausfall der Maschine 1 und damit des Magnetlagers 4 auftreten. Es sei dabei an dieser Stelle angemerkt, dass das Fanglager 2 und das Magnetlager 4, in der schematisierten Schnittansicht in 1, nur symbolisch in Form von Rechtecken dargestellt sind.Next to the magnetic bearing 4 instructs the machine 1 a fishing camp 2 on that in case of failure of the magnetic bearing 4 the rotor shaft 1 when they catch in the fishing camp 2 falls, where the fishing camp the bearing of the rotor shaft 3 until it stops. Such a failure of the magnetic bearing 4 can z. B. during a power failure of the machine 1 and thus the magnetic bearing 4 occur. It should be noted at this point that the fishing camp 2 and the magnetic bearing 4 in the schematized sectional view in 1 , only symbolically represented in the form of rectangles.

Weiterhin weist die Maschine 1 ein ruhendes Maschinengehäuse 14 auf, an dem das Fanglager 2 befestigt ist, wobei die Befestigung zwischen Fanglager 2 und Maschinengehäuse 14 der Übersichtlichkeit halber in 1 nicht dargestellt ist.Furthermore, the machine points 1 a stationary machine housing 14 on where the fishing camp 2 is attached, with the attachment between fishing camp 2 and machine housing 14 for clarity in 1 not shown.

Zwischen dem Fanglager 2 und der Rotorwelle 3 ist ein Luftspalt 9 angeordnet. Bei einem angeschalteten und ordnungsgemäß funktionierenden Magnetlager 4 hat das Fanglager 2 keine Berührung mit der Rotorwelle 3. Bei einem Versagen des Magnetlagers 4, z. B. infolge eines Stromausfalls, fällt die Rotorwelle 3 in das Fanglager 2 hinein und es kommt zu einem mechanischen Kontakt der rotierenden, insbesondere schnell rotierenden, Rotorwelle 3 mit dem Innenring 7 des Fanglagers 2. Im Falle des erfindungsgemäßen Fanglagers 2' kommt zu einem mechanischen Kontakt zwischen dem ersten Ring 11 des Innenrings 7' des erfindungsgemäßen Fanglagers 2' (siehe 3) und der im Betrieb der Maschine 1 rotierenden, insbesondere schnell rotierenden, Rotorwelle 3.Between the fishing camp 2 and the rotor shaft 3 is an air gap 9 arranged. With a powered and properly functioning magnetic bearing 4 has the catch camp 2 no contact with the rotor shaft 3 , In case of failure of the magnetic bearing 4 , z. B. due to a power failure, the rotor shaft falls 3 in the fishing camp 2 into it and there is a mechanical contact of the rotating, in particular fast rotating rotor shaft 3 with the inner ring 7 of the catch camp 2 , In the case of the invention Fanglager 2 ' comes to a mechanical contact between the first ring 11 of the inner ring 7 ' the backup bearing according to the invention 2 ' (please refer 3 ) and in the operation of the machine 1 rotating, in particular fast rotating rotor shaft 3 ,

In 2 ist in Form einer perspektivischen Darstellung das Fanglager 2 detaillierter dargestellt, wobei das Fanglager 2 in 2 als ein aus dem Stand der Technik bekanntes Kugellager ausgebildet ist. Das Fanglager 2 weist einen Außenring 6 und einen gegenüber dem Außenring 6 rotierbar angeordneten Innenring 7 auf, wobei zwischen dem Außenring 6 und dem Innenring 7 Kugeln 8 angeordnet sind. Das Fanglager ist von außen mit einem Lagerschild 10 abgedeckt. Das Fanglager 2 ist über einen Fanglagerträger 5 mit einem Gehäuseteil 14' verbunden, wobei der Fanglagerträger 5 Bestandteil des Gehäuses der Maschine ist.In 2 is in the form of a perspective view of the fishing camp 2 shown in more detail, wherein the fishing camp 2 in 2 is designed as a known from the prior art ball bearing. The fishing camp 2 has an outer ring 6 and one opposite the outer ring 6 rotatably arranged inner ring 7 on, being between the outer ring 6 and the inner ring 7 roll 8th are arranged. The fishing camp is from the outside with a bearing plate 10 covered. The fishing camp 2 is about a safety bearing carrier 5 with a housing part 14 ' connected, wherein the backup bearing carrier 5 Part of the housing of the machine is.

Die Erfindung löst das Problem durch die Verwendung eines aus mehreren Lagen aufgebauten Innenrings. In 3 ist das erfindungsgemäße Fanglager 2' in Form einer schematisierten Schnittdarstellung, die quer zur Rotationsachse R verläuft, dargestellt. Das erfindungsgemäße Fanglager ist dabei im Rahmen des Ausführungsbeispiels, wie das in 2 dargestellte aus dem Stand der Technik bekannte Fanglager 2 ausgebildet, wobei jedoch erfindungsgemäß, im Gegensatz zum Aufbau des Innenrings gemäß 2, der erfindungsgemäße Innenring 7' des erfindungsgemäßen Fanglagers 2' einen ersten Ring 11 und einen um den ersten Ring 11 angeordneten zweiten Ring 13 aufweist, wobei der erste Ring 11 über ein elastisches Element 12 mit dem zweiten Ring 13 verbunden ist. Gleiche Elemente sind in 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in 2. Um den Innenring 7' ist, wie bei dem bekannten Fanglager 2 gemäß 2, der Außenring 6 angeordnet. Der erfindungsgemäße Innenring 7' ist gegenüber dem Außenring 6 rotierbar angeordnet, wobei zwischen dem Außenring 6 und dem Innenring 7' Kugeln 8 angeordnet sind.The invention solves the problem by using an inner ring composed of several layers. In 3 is the safety bearing according to the invention 2 ' in the form of a schematic sectional view, which extends transversely to the axis of rotation R shown. The safety bearing according to the invention is in the context of the embodiment, as in 2 illustrated from the prior art known fishing camp 2 formed, but according to the invention, in contrast to the structure of the inner ring according to 2 , the inner ring according to the invention 7 ' the backup bearing according to the invention 2 ' a first ring 11 and one around the first ring 11 arranged second ring 13 having, wherein the first ring 11 via an elastic element 12 with the second ring 13 connected is. Same elements are in 3 provided with the same reference numerals as in 2 , To the inner ring 7 ' is, as in the known fishing camp 2 according to 2 , the outer ring 6 arranged. The inner ring according to the invention 7 ' is opposite the outer ring 6 arranged rotatably, wherein between the outer ring 6 and the inner ring 7 ' roll 8th are arranged.

Durch die Verwendung eines, vorzugsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Ring angeordneten, elastischen Elements 12 wird die Verformung, die durch die Stoßbelastung des ersten Rings 11 auftritt, nicht oder nur stark reduziert auf den zweiten Ring 13 übertragen. Die Abrollpräzision des als Kugellager ausgebildeten erfindungsgemäßen Fanglagers 2' wird somit nicht gestört. Die auftretenden Stoßkräfte, welche beim Absturz der Rotorwelle in das Fanglager auftreten, werden gedämpft und somit die Entstehung von Pittings minimiert oder im Idealfall verhindert.By the use of a, preferably arranged between the first and the second ring, elastic element 12 The deformation caused by the impact load of the first ring 11 occurs, not or only greatly reduced to the second ring 13 transfer. The rolling precision of the ball bearing designed as a backup bearing according to the invention 2 ' is thus not disturbed. The occurring impact forces, which occur when the rotor shaft crashes into the backup bearing, are damped and thus minimizes or ideally prevents the formation of pittings.

In 4 ist in Form einer schematisierten Darstellung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Innenrings 7' dargestellt, wobei im Rahmen dieser Ausführungsform der Erfindung das elastische Element 12 in Form einer elastischen Schicht 12' ausgebildet ist, die zwischen dem ersten Ring 11 und dem zweiten Ring 13 angeordnet ist. Die elastische Schicht ist dabei vorzugsweise aus Kunststoff oder aus einem weichen Metall, wie z. B. Kupfer, Blei oder Zinn, ausgebildet.In 4 is an embodiment of the inner ring according to the invention in the form of a schematic representation 7 ' represented, wherein in the context of this embodiment of the invention, the elastic element 12 in the form of an elastic layer 12 ' is formed between the first ring 11 and the second ring 13 is arranged. The elastic layer is preferably made of plastic or of a soft metal, such as. As copper, lead or tin formed.

In 5 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Innenrings 7' dargestellt, wobei gemäß 5 das elastische Element 12 (siehe 3) als Federelement 12'' ausgebildet ist, das zwischen dem ersten Ring 11 und dem zweiten Ring 13 angeordnet ist. Das Federelement 12' kann dabei z. B. in Form einer Wellfolie (z. B. gewellte Folie) oder in Form einer Blattfederanordnung, d. h. aus mehreren Blattfedern bestehend, ausgebildet sein.In 5 is another embodiment of the inner ring according to the invention 7 ' represented, according to 5 the elastic element 12 (please refer 3 ) as a spring element 12 '' is formed between the first ring 11 and the second ring 13 is arranged. The spring element 12 ' can be z. B. in the form of a corrugated foil (eg., Corrugated foil) or in the form of a leaf spring arrangement, ie consisting of a plurality of leaf springs may be formed.

In 6 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Innenrings 7' dargestellt. Das elastische Element 12 gemäß 3 ist im Rahmen dieser Ausführungsform in Form eines Stegs 12''', ausgebildet, der den ersten Ring 11 und den zweiten Ring 13 an einer Seite A des ersten und des zweiten Rings verbindet. Solchermaßen ist im Rahmen dieser Ausführungsform der Innenring 7' u-förmig ausgebildet. 6 zeigt dabei eine Schnittansicht längs zur Rotationsachse R, wobei zur besseren Orientierung die Kugeln 8 ebenfalls dargestellt sind. Im Rahmen dieser Ausführungsform kann der Innenring, wie in 6 dargestellt, vorzugsweise auch einstückig ausgebildet sein, indem z. B. aus dem Material des Innenrings eine entsprechende Ausnehmung 16 herausgefräst wird und so der erste Ring 11, der zweite Ring 13 und der Steg 12''' entstehen. Durch entsprechende Wahl der Dicke d des Stegs 12''' lässt sich die Elastizität des Stegs 12''' und somit des Innenrings 7' wählen. Der Steg 12''' hat dabei im Rahmen des Ausführungsbeispiels die Form eines Rings. Selbstverständlich können aber auch mehrere Stege vorhanden sein, indem z. B. der entsprechende Ring durch mehrere voneinander getrennte Ringsegmente gebildet wird, wobei jedes Ringsegment einen einzelnen Steg bildet. Selbstverständlich können der erste Ring 11, der zweite Ring 13 und der Steg 12''' aber auch in Form von Einzelelementen welche über geeignete Verbindungen (z. B. Schraubeverbindungen) miteinander verbunden werde, realisiert sein.In 6 is another embodiment of the inner ring according to the invention 7 ' shown. The elastic element 12 according to 3 is in the form of a web in the context of this embodiment 12 ''' , formed the first ring 11 and the second ring 13 connects at a side A of the first and second ring. Thus, in the context of this embodiment, the inner ring 7 ' U-shaped. 6 shows a sectional view along the axis of rotation R, with the balls for better orientation 8th are also shown. In the context of this embodiment, the inner ring, as in 6 represented, preferably also integrally formed by z. B. from the material of the inner ring has a corresponding recess 16 is milled out and so the first ring 11 , the second ring 13 and the jetty 12 ''' arise. By appropriate choice of the thickness d of the web 12 ''' lets the elasticity of the bridge 12 ''' and thus the inner ring 7 ' choose. The jetty 12 ''' has in the context of the embodiment, the shape of a ring. Of course, but also several webs may be present by z. B. the corresponding ring is formed by a plurality of separate ring segments, each ring segment forms a single web. Of course, the first ring 11 , the second ring 13 and the jetty 12 ''' but also in the form of individual elements which are connected to one another via suitable connections (eg screw connections).

Das erfindungsgemäße Fanglager 2' kann dann entsprechend dem in 1 und 2 dargestellten Fanglager 2 in die Maschine 1 eingebaut sein.The fishing camp invention 2 ' can then according to the in 1 and 2 illustrated fishing camp 2 into the machine 1 be installed.

Durch die Erfindung werden durch die Stoßbelastung entstehende Pittings vermieden. Weiterhin kommt es zu keiner Störung der Fanglagerkinematik infolge eines deformierten Innenrings. Die Erfindung ermöglicht ein verschleißarmes und kinematisch gut funktionierendes Kugellager bei einer Verwendung als Fanglager.By the invention resulting from the impact load pittings are avoided. Furthermore, there is no disturbance of the backup bearing kinematics due to a deformed inner ring. The invention enables a wear-resistant and kinematically well-functioning ball bearings when used as a backup bearing.

Claims

Safety bearing for catching a rotor shaft ( 3 ) of a machine ( 1 ), whereby the fishing camp ( 2 ' ) an outer ring ( 6 ) and one opposite the outer ring ( 6 ) rotatably arranged inner ring ( 7 ' ), wherein between the outer ring ( 6 ) and the inner ring ( 7 ' ) Balls ( 8th ) are arranged, wherein the inner ring ( 7 ' ) a first ring ( 11 ) and one around the first ring ( 11 ) arranged second ring ( 13 ), wherein the first ring ( 11 ) via an elastic element ( 12 ) with the second ring ( 13 ), wherein the elastic element ( 12 ) in the form of an elastic layer ( 12 ' ), wherein the elastic layer ( 12 ' ) is formed of copper, lead or tin.

Safety bearing for catching a rotor shaft ( 3 ) of a machine ( 1 ), whereby the fishing camp ( 2 ' ) an outer ring ( 6 ) and one opposite the outer ring ( 6 ) rotatably arranged one-piece inner ring ( 7 ' ), wherein between the outer ring ( 6 ) and the inner ring ( 7 ' ) Balls ( 8th ) are arranged, wherein the inner ring ( 7 ' ) a first ring ( 11 ) and one around the first ring ( 11 ) arranged second ring ( 13 ), wherein the first ring ( 11 ) via an elastic element ( 12 ) with the second ring ( 13 ), wherein the elastic element ( 12 ) in the form of a bridge ( 12 ''' ) with from the first ring ( 11 ) and second ring ( 13 ) deviating thickness (d) is formed, wherein the web ( 12 ''' ) the first and the second ring ( 11 . 13 ) on one side (A) of the first and second rings ( 11 . 13 ), wherein the inner ring ( 7 ' ) is U-shaped and made of solid material.

Retaining bearing according to claim 2, characterized in that the thickness (d) of the web ( 12 ''' ) is smaller than the thickness of the first and second rings ( 11 . 13 ).

Machine, whereby the machine ( 1 ) has a fishing camp according to one of the preceding claims.

Machine according to claim 4, characterized in that the machine ( 1 ) a magnetic bearing ( 4 ) for operational storage of the rotor shaft ( 3 ) having.

Machine according to claim 4 or 5, characterized in that the machine ( 1 ) is designed as an electric motor or generator or compressor or compressor or as a turbine.

Machine according to claim 6, characterized in that the generator is designed as a wind power generator.