WO2018202330A1 - Stützlagerung, insbesondere hauptlagerung für eine windenergieanlage, und windenergieanlage mit einer solchen stützlagerung - Google Patents

Stützlagerung, insbesondere hauptlagerung für eine windenergieanlage, und windenergieanlage mit einer solchen stützlagerung Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a support bearing, in particular a main bearing for a wind turbine, and a wind turbine with such a support bearing.
  • the invention relates to a support bearing, in particular a main bearing for a wind turbine, with two mounted on at least two rolling bearings components, namely a shaft and a housing, wherein the support bearing has an O arrangement of the bearings, and a wind turbine with such a support bearing.
  • Support bearings, in particular support bearings as the main bearing for a wind turbine are known, for example, from WO 2013/113487 A1, WO 2013/152850 A1, EP 2 801 729 A2 and EP 2 947 339 A1.
  • Wind turbines with a substantially horizontally extending shaft generally have a tower, at the head end of which a rotatable nacelle is arranged, which forms a machine carrier.
  • a rotor hub is rotatably mounted about a substantially horizontally extending axis of rotation, to which rotor blades are attached.
  • the support bearing usually has a rotor and a stator. Frequently, the rotor is also referred to as a shaft and the stator as a housing.
  • the bearing units described in the cited prior art documents each have two antifriction bearings adjacent to one another in the direction of the axis of rotation, by means of which the rotor is mounted on the stator.
  • the object solves a support bearing, in particular a main bearing for a wind turbine, with two components mounted on at least two rolling bearings, namely a shaft and a housing, wherein the support bearing is employed and has an O arrangement of the rolling bearings, wherein the shaft in the axial direction between the two rolling bearings has a division into a first and a second shaft segment, a shaft segment is made of forged steel, the shaft segments are connected to a connecting element and the connecting element is arranged for bracing the support bearing.
  • a “bearing” is a machine element used to guide components that move relative to each other, allowing bearings to move in desired rotational and translational degrees of freedom, preventing movements in undesirable rotational and translational degrees of freedom, as well as simple "linear bearings" to guide a linear translational movement between two bodies
  • a distinction is made according to the degrees of freedom of a bearing between radial bearings, Axialla- like and Radialaxiallagern.
  • a "radial bearing” performs a rotational movement between two bodies and prevents movement in the radial direction.
  • a “thrust bearing” causes a rotational movement between two bodies and prevents movement in a translational axial direction.
  • a "radial thrust bearing” causes a rotational movement between two bodies and prevents a movement in the radial direction as well as a movement in an axial direction.
  • Typical examples of radial thrust bearings are angular contact ball bearings and tapered roller bearings.
  • bearings and rolling bearings according to the principle of action of storage. The latter are particularly distinguished in ball bearings and roller bearings, which also include tapered roller bearings.
  • the bearing of shafts is one of the constructive standard tasks of mechanical engineering.
  • the objective is to allow the shaft to rotate about its own longitudinal axis while at the same time defining the position of the shaft in space.
  • a “support bearing” is understood to mean a bearing arrangement consisting of two bearings, in particular two deep groove ball bearings, two tapered roller bearings or two angular contact ball bearings or a mixed form
  • a distinction must be made between a floating support bearing and an attached support bearing.
  • a "floating support bearing” In the case of a "floating support bearing", the shaft has a play in the axial direction and is thus not clearly fixed in the axial direction.
  • "Supported support bearing” is understood to mean defined axial bracing of the two bearings. In particular, two mirror-inverted angular contact ball bearings or tapered roller bearings are used here in general. In the employed support bearing is further distinguished between the X-arrangement and the O arrangement of the bearing used. An "employed support bearing in X-arrangement" is present when the intersection of the pressure lines of a bearing, which is also referred to as "pressure point", for both bearings each lie between the bearings.
  • a “wind energy plant” converts the kinetic energy of the wind into technically usable forms of energy, in particular into electrical energy, which in particular is fed into a power grid. Also conceivable are wind turbines which convert the kinetic energy of the wind into mechanical energy or chemical energy or forward electrical energy to a battery or a stand-alone grid.
  • a “rolling bearing” is a bearing in which between a inner ring and an outer ring, as opposed to the lubrication in plain bearings, rolling rolling elements reduce the frictional resistance.
  • a "wave” in its simplest form is a predominantly rod-shaped machine element for the transmission of rotational movements and torques and for the storage of rotating parts.
  • a “housing” is a solid shell for components and assemblies, which also as a supporting structure receives the bearing of a shaft and is connected via attachment points with the environment.
  • a “division” is understood to mean the axial position at which the multi-part shaft is connected directly or indirectly to each other so that a first and a second shaft segment are connected directly or indirectly to one another at the location of the division.
  • a “shaft segment” is an axially extending segment of a shaft.
  • forging is meant the sudden chipless pressure forming of metals by several to many tool strokes between two tools, locally changing the cross-sectional shape.
  • a “forged steel” is a steel whose shape has been made prior to machining by forging.
  • a "connecting element” is a component for directly or indirectly connecting a plurality of other components, examples of which are, in particular, screws, rivets or adhesives.
  • bracing is understood to mean the production of a state of tension by the application of a force group,
  • an employed bearing is braced by the application of axial forces on the bearing.
  • a support bearing in particular a main bearing of a wind turbine, a shaft and a housing support each other so that the shaft can rotate freely in the housing about its longitudinal axis and the shaft for transmitting a torque in one piece was executed.
  • a support bearing in the prior art provided a clamping element with which the bearing could be made.
  • the clamping element was designed as a separate component, which has transmitted no torque, but only for axial clamping of the two bearings of the support bearing was set up to each other, whereby the bearing clearance could be adjusted.
  • a shaft was made in particular of a metallic cast material. Deviating is proposed here, that the shaft is viewed in the axial direction divided between the two bearings and the shaft thus has at least two axially successive shaft segments. These shaft segments are connected to a connecting element, wherein the shaft segment is arranged for transmitting the torque and for bracing the support bearing (in other words So the shaft segment and / or the connecting element has a tensioner for the support bearing).
  • a shaft segment is made of a forged steel.
  • the shaft of a support bearing is made of a forged steel.
  • a shaft in a suitable design has a division into a first and a second shaft segment, wherein the shaft segments are connected to a connecting element, wherein the connecting element is adapted on the one hand to the torque from the first shaft segment to the second shaft segment and vice versa transferred and on the other hand set up to brace the support bearing axially to each other.
  • the pitch between the first and second shaft segments extends between the two support bearings.
  • the division plane between the first and the second shaft segment is oriented with its normal direction in the axial direction.
  • the dividing plane between the first and the second wave segment is not oriented with its normal direction in the axial direction.
  • the two shaft segments are geometrically designed so that an optimal axial clamping of the support bearing is achieved in mutual contact and axial alignment of the shaft segments.
  • the optimum axial tension of the support bearing can be adjusted by connecting the shaft segments through the connection element so that they completely touch each other on the circumference.
  • the optimum axial clamping of the support bearing is achieved in that the connecting element reaches its optimum biasing force.
  • an optimal biasing force on the connecting element can result from the achievement of a predefined tightening torque of the connecting element.
  • a split shaft simplifies an optimal setting of an axial bias of a support bearing and even allows.
  • the axial preload force can be distributed to the support bearing homogeneously over the circumference of the support bearing.
  • a support bearing can be mounted more easily.
  • a support bearing by using a forged shaft segment can be made easier and cheaper.
  • this advantage can be realized in smaller quantities.
  • a support bearing can be made easier due to the higher allowable material loads of forged steel.
  • a support bearing is cheaper and also has a lower inertia.
  • the split design of the shaft can advantageously allow the component masses of the individual components to be smaller, as a result of which the support bearing can also be mounted more easily.
  • the split design of the shaft can advantageously allow a simpler mounting concept for the support bearing to be implemented, whereby the support bearing can be mounted more easily.
  • Another advantage of the split design of the shaft may consist in that the bearing concept allows a higher variability for variants of support bearings, so that bearing variants can be carried out inexpensively even in small quantities.
  • the forged steel is less brittle compared to the cast iron used in the prior art and has a much higher plasticity, so that the machined areas, especially the bearing seat of the support bearing, better and to edit more precisely.
  • the support bearing on a tapered roller bearing is explained:
  • a “tapered roller bearing” is a roller bearing whose rolling elements are in the shape of a truncated cone and whose longitudinal axes intersect with the longitudinal axis of a shaft to be supported
  • a tapered roller bearing is very resilient both in the radial and in the axial direction usually used in pairs and in an employed support bearing.
  • the support bearing can absorb higher axial and radial forces.
  • the support bearing becomes more resistant to strong tilting moments acting on the shaft. Strong tilting moments act especially in wind turbines, so that a support bearing with tapered roller bearings has particularly advantageous effects here.
  • a shaft segment is hollow inside.
  • the shaft can be performed comparatively easily, even at high torque loads. This reduces the material costs and improves the assembly properties.
  • a hollow shaft may allow the advantage that signal lines and supply lines can be relatively easily passed through the hollow shaft. In this way, it is advantageously made possible that signals and supply flows, in particular also current flows, can be transmitted easily from a stationary system into a system moving relative thereto.
  • the rolling bearings have an inner diameter, wherein the inner diameter is greater than 0.4 m, preferably greater than 0.8 m and more preferably greater than 1, 6 m.
  • an “inner diameter” is understood here to mean the inner diameter of a bearing inner ring, which designates the inner diameter of a bearing and can be measured, inter alia, in the disassembled state.
  • the shaft has a disk in the region of its division.
  • a “disk” is to be understood as a two-dimensional component, which in its reference state is predominantly plane
  • the use of the word disk should not make any statement here about the direction of forces occurring in the disk for receiving a bearing, in particular a support bearing, are suitable for shafts of a transmission.
  • a shaft segment has a machined shoulder on its inner diameter, which corresponds positively to a shoulder located on the disk and is adapted to transmit radial forces from the shaft segment to the disk.
  • the disc receives radial forces from a shaft segment.
  • the shaft of the support bearing in the form of the wave segments can be stiffened significantly in terms of their stability.
  • the dimensional stability of the shaft can be significantly increased.
  • the disc forms a functional unit with a transmission.
  • gear is understood to mean a machine element with which movement quantities are changed, and motion quantities are in particular a position, a speed and / or an acceleration
  • a gear can be used to convert a force and / or a torque
  • the disc is additionally used as a component of a transmission and / or a power split, whereby the disc can perform additional functions. This can be used particularly advantageously in a drive train of a landing or a machine.
  • the disc has a bore or a blind hole, which is set up for supporting a further shaft.
  • the disc can additionally be used, in particular, for mounting a transmission shaft and / or a shaft of a power split as part of a component integration.
  • the disk has a bore which is set up to carry out a signal line and / or a supply line.
  • signal lines and supply lines can be performed relatively easily through the hollow shaft.
  • signals and Supply flows especially current flows, can be easily transferred from a stationary system into a system moving relative thereto.
  • the disc can serve as a functional unit for stabilizing the shaft and as a support of a gear shaft and / or a power branch shaft. As a result, overall costs and weight can be saved.
  • a "bolt circle” is understood to mean a defined number of bores with respect to an axis, in particular a longitudinal axis, of a component with a predominantly identical diameter
  • the holes of the bolt circle can completely, partially or not penetrate the component, so that in the first case
  • the holes in the bolt circle can also have graduated diameters and / or a thread.
  • a "through hole” is a hole that completely penetrates a component, a through hole may have stepped diameters, and a “blind hole” is understood to mean a hole that does not completely penetrate a component such as a through hole but has a defined depth.
  • a blind hole may have stepped diameters.
  • a “thread” is understood to mean a profiled notch which runs continuously helically around a cylindrical wall.
  • the shaft segment is adapted for easy combination with a connecting element.
  • fasteners screws and threaded bolts into consideration.
  • a disk preferably has a bolt circle, wherein the bolt circle has through bores and / or blind holes, wherein blind bores can have a thread.
  • the shaft segment is adapted for easy combination with a connecting element.
  • screws and threaded bolts can be considered here as connecting elements through this partial aspect of the invention.
  • the connecting element has a screw which is arranged in the through-holes and which is braced with a nut.
  • a “screw” is understood to mean a pin or a bolt which has a thread on the outside
  • a connection produced with a screw is normally positive and positive and can be released again.
  • a "nut” is understood to mean the counterpart of a screw or a threaded bolt which is provided with an internal thread, and the combination of a nut and a screw results in a screw connection Screw and a nut can be connected as a combined connection element.
  • a screw can be replaced by a threaded bolt with an additional nut.
  • a shaft segment and a disc have a geometrically congruent bolt circle and are connected with a screw and a nut as a combined connecting element.
  • the shaft segments and the disc each have a geometrically congruent bolt circle and are connected with a screw and a nut as a combined connecting element.
  • a screw can be used as a combined with a nut connection element for connection between two shaft segments or for connection between a shaft segment and a disc or for connection to two shaft segments and a disc.
  • This connecting element allows a cost-effective connection of said components with each other and allows comparatively simple and inexpensive to set the desired bias for the connecting element.
  • the connecting element has a screw which is arranged in the through hole of the first shaft segment and which is screwed into the thread of the second shaft segment.
  • the shaft segments each have a geometrically congruent bolt circle, wherein the holes in the bolt circle of a shaft segment have a thread, so that the shaft segments can be connected to a screw as a connecting element, wherein the screw in the thread of a shaft segment is screwed in.
  • a screw can be used as a connection element for connection between two shaft segments.
  • This connecting element allows a cost-effective connection of said components with each other and allows comparatively simple and inexpensive to set the desired bias for the connecting element.
  • the connecting element on screws, of which at least one screw in each case in the through hole of the first and the second shaft segment is arranged and which are screwed into the thread of the disc.
  • a shaft segment and the disc have a geometrically congruent bolt circle
  • the holes in the bolt circle of the disc have a thread, so that the shaft segment and the disc can be connected to a screw as a connecting element, wherein the screw in the Thread of the disc is screwed.
  • connection element is used on both sides of the pane.
  • the hole circles on both sides of the disc in the circumferential direction offset from one another and / or executed on a different bolt circle radius and / or the disc has on both sides of bolt holes with blind holes.
  • a screw can be used as a connecting element for connection between a shaft segment and a disc.
  • This connecting element allows a cost-effective connection of said components with each other and allows comparatively simple and cost-effective to set the desired for the connecting element preload.
  • the connecting element for connecting a hub is arranged on the shaft.
  • a “hub” is understood to mean a machine element which is connected to a shaft, an axle or a journal, In particular, a hub can be set up for the mounting of rotating components.
  • a connecting element is adapted to connect a hub with a shaft segment or to connect a hub with two shaft segments or to connect a hub with a shaft segment and a disc or a hub with a shaft segment and a disc and a connect another shaft segment.
  • the connecting element is set up to set an axial tension of the support bearing.
  • the hub, in particular the hub of the wind turbine, and the hub facing shaft segment are made in one piece.
  • the hub and the hub facing shaft segment can be made in one piece, which may result in particular advantages in terms of assembly, disassembly and maintenance of the support bearing.
  • the one-piece component can be assembled and disassembled directly, as well as in one step, which, among other things, can result in advantages in terms of positioning effort and stressing effort.
  • the object solves a wind energy plant with a support bearing according to the first aspect of the invention.
  • a support bearing in particular a main bearing for a wind turbine, with two components mounted on at least two rolling bearings, namely a shaft and a housing, wherein the support bearing has an O arrangement of the rolling bearings, wherein the Shaft in the axial direction between the two rolling bearings has a division into a first and a second shaft segment, a shaft segment made of forged steel, the shaft segments are connected to a connecting element and the connecting element is arranged to clamp the support bearing, as described above directly to a Wind turbine to extend with such a support bearing.
  • FIG. 1 schematically shows a support bearing with a two-sided connecting element
  • FIG. 2 shows schematically a support bearing with a one-sided connecting element
  • Fig. 3 shows schematically a support bearing with a one-sided connecting element while being connected to a hub
  • Fig. 4 shows schematically a support bearing, in which the hub and the hub facing shaft segment are made in one piece.
  • the support bearing 1 in Figure 1 consists essentially of a shaft 2, a housing 3, a first rolling bearing 4 and a second roller bearing fifth
  • the shaft 2 essentially consists of a first shaft segment 6, a disk 7 and a second shaft segment 8.
  • the first rolling bearing 4 has in the sectional view of Figure 1, a first pressure line 9 and a second pressure line 10, which intersect on the axis 1 1 of the shaft 2 in the pressure point 12 of the first bearing 4.
  • the second rolling bearing 5 has in the sectional view of Figure 1, a first pressure line 13 and a second pressure line 14, which intersect on the axis 1 1 of the shaft 2 in the pressure point 15 of the second rolling bearing 5.
  • the pressure points 12, 15 are outside of the rolling bearings 4, 5, so that it is in the support bearing 1 to a support bearing 1, which has an O arrangement.
  • the disc 7 has a bore 16, the bore axis 17 coincides with the axis 1 1 of the shaft 2.
  • the disc 7 has a first shoulder 18 and a second shoulder 19, which respectively correspond to a machined inner diameter 20, 21 of the first shaft segment 6 and the second shaft segment 8 and are adapted to radial forces from the shaft segments 6, 8 to transfer the disc 7.
  • the first shaft segment 6 and the disc 7 are connected to each other via the screws 30, 31.
  • the second shaft segment 8 has a bolt circle 32, which corresponds to the bolt circle 33 of the disk 7. While the bolt circle 32 in the second shaft segment 8 has the through holes 34, 35 with the axes 36, 37, the bolt circle 33 in the disc 7, the blind holes 38, 39, which have an internal thread and whose axes with the axes 36, 37 of the Bolt circle 32 match.
  • the second shaft segment 8 and the disk 7 are connected to one another via the screws 40, 41.
  • the first shaft segment 6, the second shaft segment 8 and the disc 7 are made of forged steel.
  • the support bearing 51 in FIG. 2 consists essentially of a shaft 52, a housing 53, a first rolling bearing 54 and a second rolling bearing 55.
  • the shaft 52 essentially consists of a first shaft segment 56, a disk 57 and a second shaft segment 58.
  • the first roller bearing 54 has in the sectional view of Figure 2, a first pressure line 59 and a second pressure line 60, which intersect on the axis 61 of the shaft 52 at the pressure point 62 of the first bearing 54.
  • the second rolling bearing 55 has in the sectional view of Figure 2, a first pressure line 63 and a second pressure line 64, which intersect on the axis 61 of the shaft 52 at the pressure point 65 of the second rolling bearing 55.
  • the pressure points 62, 65 are outside of the rolling bearings 54, 55, so that it is the support bearing 51 is a support bearing 51, which has an O-arrangement.
  • the disk 57 has a bore 66, the bore axis 67 coincides with the axis 61 of the shaft 52.
  • the disc 57 has a first shoulder 68 and a second shoulder 69, which respectively correspond to a machined inner diameter 70, 71 of the first shaft segment 56 and the second shaft segment 58 and are adapted to radial forces from the shaft segments 56, 58 to transfer the disk 57.
  • the first shaft segment 56, the disk 57 and the second shaft segment 58 are connected to one another via the screws 83, 84.
  • the screws 83, 84 are adapted to adjust the axial tension of the support bearing 51.
  • the first shaft segment 56, the second shaft segment 58 and the disc 57 are made of forged steel.
  • the support bearing 101 in FIG. 3 consists essentially of a shaft 102, a housing 103, a first rolling bearing 104, a second rolling bearing 105 and a hub
  • the shaft 102 essentially consists of a first shaft segment 106, a disk 107 and a second shaft segment 108.
  • the first roller bearing 104 has in the sectional view of Figure 3, a first pressure line 109 and a second pressure line 1 10, which intersect on the axis 1 1 1 of the shaft 102 at the pressure point 1 12 of the first roller bearing 104.
  • the second roller bearing 105 has in the sectional view of Figure 3, a first pressure line 1 13 and a second pressure line 114, which intersect on the axis 1 1 1 of the shaft 102 at the pressure point 1 15 of the second roller bearing 105.
  • the pressure points 112, 15 are outside the roller bearings 104, 105, so that the support bearing 101 is a support bearing 101, which has an O arrangement.
  • the disk 107 has a bore 1 16, the bore axis 1 17 coincides with the axis 1 1 1 of the shaft 102.
  • the disc 107 has a first shoulder 1 18 and a second shoulder 1 19, which respectively correspond to a machined inner diameter 120, 121 of the first shaft segment 106 and the second shaft segment 108 and are adapted to radial forces from the shaft segments 106, 108 to the disc 107 to transfer.
  • the hub 122 has a shoulder 123, which likewise corresponds in a form-fitting manner to the machined inner diameter 120 of the first shaft segment 106 and is adapted to transmit radial forces from the hub 122 to the first shaft segment 106.
  • the first shaft segment 106, the disk 107 and the hub 122 each have a geometrically congruent bolt circle 124, 125, 126, which with the Bolt circle 127 of the second wave segment 108 correspond geometrically congruent.
  • the bolt holes 124, 125, 126 in the hub 122, in the first shaft segment 106 and in the disk 107 have the through holes 128, 129, 130, 131, 132, 133 with the shafts 134, 135, the bolt circle 127 is in the second Shaft segment 108, the blind holes 136, 137, which have an internal thread and their axes with the axes 134, 135 of the bolt circles 124, 125, 126 coincide.
  • the first shaft segment 106, the disk 107, the hub 122 and the second shaft segment 108 are connected to one another via the screws 138, 139.
  • the screws 138, 139 are adapted to adjust the axial tension of the support bearing 101.
  • the first shaft segment 106, the second shaft segment 108 and the disc 107 are made of forged steel.
  • the support bearing 151 in FIG. 4 consists essentially of a shaft 152, a housing 153, a first roller bearing 154 and a second roller bearing 155.
  • the shaft 152 consists essentially of a first shaft segment 156, which is manufactured in one piece with a hub 172 Disc 157 and a second shaft segment 158.
  • the first roller bearing 154 has in the sectional view of Figure 4, a first pressure line 159 and a second pressure line 160, which intersect on the axis 161 of the shaft 152 at the pressure point 162 of the first roller bearing 154.
  • the second rolling bearing 155 has in the sectional view of Figure 4, a first pressure line 163 and a second pressure line 164, which intersect on the axis 161 of the shaft 152 at the pressure point 165 of the second roller bearing 155.
  • the pressure points 162, 165 lie outside the roller bearings 154, 155, so that the support bearing 151 is a support bearing 151, which has an O-arrangement.
  • the disk 157 has a bore 166, the bore axis 167 coincides with the axis 161 of the shaft 152.
  • the disc 157 has a first shoulder 168 and a second shoulder 169, which respectively correspond to a machined inner diameter 170, 171 of the first shaft segment 156 and the second shaft segment 158 and are adapted to radial forces from the shaft segments 156, 158 to transfer the disk 157.
  • the first shaft segment 156 and the disk 157 each have a geometrically congruent bolt circle 173, 174, which correspond geometrically congruent with the bolt circle 175 of the second shaft segment 158.
  • the bolt holes 173, 174 in the first shaft segment 156 and in the disk 157 have the through holes 176, 177, 178, 179 with the axes 180, 181, the bolt circle 175 in the second shaft segment 158, the blind holes 182, 183, which a Have internal thread and whose axes coincide with the axes 180, 181 of the bolt circles 173, 174.
  • the screws 184, 185 are adapted to adjust the axial tension of the support bearing 151.
  • the first shaft segment 156, the second shaft segment 158 and the disk 157 are made of forged steel. List of reference numbers used

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stützlagerung (1), insbesondere eine Hauptlagerung für eine Windenergieanlage mit zwei über zumindest zwei Wälzlager (4, 5) aneinander gelagerten Bauteilen, nämlich eine Welle (2) und ein Gehäuse (3), wobei die Stützlagerung (1) eine O-Anordnung der Wälzlager (4, 5) aufweist. Die Welle (2) weist in axialer Richtung zwischen den zwei Wälzlagern (4, 5) eine Teilung in ein erstes Wellensegment (6) und ein zweites Wellensegment (8) auf. Ein Wellensegment (6, 8) ist aus geschmiedetem Stahl gefertigt. Die Wellensegmente (6, 8) sind mit einem Verbindungselement (30, 31, 40, 41) verbunden. Das Verbindungselement (30, 31, 40, 41) ist zum Verspannen der Stützlagerung (1) eingerichtet. Nach einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage mit einer solchen Stützlagerung (1). Die Erfindung ermöglicht die exaktere Einhaltung der Toleranzen bei der Verspannung der Stützlagerung (1).

Description

STÜTZLAGERUNG, INSBESONDERE HAUPTLAGERUNG FÜR EINE WINDENERGIEANLAGE, UND WINDENERGIEANLAGE MIT EINER SOLCHEN STÜTZLAGERUNG
Die Erfindung betrifft eine Stützlagerung, insbesondere eine Hauptlagerung für eine Windenergieanlage, und eine Windenergieanlage mit einer solchen Stützlagerung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Stützlagerung, insbesondere eine Hauptlagerung für eine Windenergieanlage, mit zwei über zumindest zwei Wälzlager aneinander gelagerten Bauteilen, nämlich eine Welle und ein Gehäuse, wobei die Stützlagerung eine O- Anordnung der Wälzlager aufweist, und eine Windenergieanlage mit einer solchen Stützlagerung. Stützlagerungen, insbesondere Stützlagerungen als Hauptlagerung für eine Windenergieanlage, sind beispielsweise durch die WO 2013/113487 AI, die WO 2013/152850 AI, die EP 2 801 729 A2 und die EP 2 947 339 AI bekannt.
Windenergieanlagen mit einer im Wesentlichen horizontal verlaufenden Welle weisen allgemein einen Turm auf, an dessen Kopfende eine drehbare Gondel angeordnet ist, die einen Maschinenträger bildet. An der Gondel ist eine Rotornabe um eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Rotationsachse drehbar gelagert, an welcher Rotorblätter befestigt sind. Für diese Lagerung der Rotornabe am Maschinenträger ist die Stützlagerung insbesondere vorgesehen. Die Stützlagerung weist dabei üblicherweise einen Rotor sowie einen Stator auf. Häufig wird der Rotor auch als Welle und der Stator auch als Gehäuse bezeichnet. Die in den genannten Dokumenten zum Stand der Technik beschriebenen Lagereinheiten weisen jeweils zwei in Richtung der Rotationsachse zueinander benachbarte Wälzlager auf, durch welche der Rotor am Stator gelagert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen. Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Stützlagerung, insbesondere eine Hauptlagerung für eine Windenergieanlage, mit zwei über zumindest zwei Wälzlager aneinander gelagerten Bauteilen, nämlich eine Welle und ein Gehäuse, wobei die Stützlagerung angestellt ist und eine O- Anordnung der Wälzlager aufweist, wobei die Welle in axialer Richtung zwischen den zwei Wälzlagern eine Teilung in ein erstes und ein zweites Wellensegment aufweist, ein Wellensegment aus geschmiedetem Stahl gefertigt ist, die Wellensegmente mit einem Verbindungselement verbunden sind und das Verbindungselement zum Verspannen der Stützlagerung eingerichtet ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Als„Lager" bezeichnet man ein Maschinenelement zum Führen gegeneinander bewegli- eher Bauteile. Dabei ermöglichen Lager Bewegungen in erwünschten rotatorischen und translatorischen Freiheitsgraden und verhindern Bewegungen in unerwünschten rotatorischen und translatorischen Freiheitsgraden. Neben einfachen„Linearlagern" zum Führen einer geradlinigen translatorischen Bewegung zwischen zwei Körpern wird insbesondere nach den Freiheitsgraden einer Lagerung unterschieden zwischen Radiallagern, Axialla- gern und Radialaxiallagern. Typische Beispiele für
Ein„Radiallager" führt eine rotatorische Bewegung zwischen zwei Körpern und unterbindet eine Bewegung in radialer Richtung.
Ein„Axiallager" führt eine rotatorische Bewegung zwischen zwei Körpern und unterbindet eine Bewegung in translatorischer axialer Richtung. Ein„Radialaxiallager" führt eine rotatorische Bewegung zwischen zwei Körpern und unterbindet eine Bewegung in radialer Richtung sowie eine Bewegung in einer axialen Richtung. Typische Beispiele für Radialaxiallager sind Schrägkugellager und Kegelrollenlager. Weiterhin wird nach dem Wirkprinzip einer Lagerung insbesondere unterschieden zwischen Gleitlagern und Wälzlagern. Letztere werden insbesondere in Kugellager und Rollenlager unterschieden, zu denen auch Kegelrollenlager gehören.
Die Lagerung von Wellen ist eine der konstruktiven Standardaufgaben des Maschinenbaus. Bei der Lagerung von Wellen ist die Zielsetzung eine Rotation der Welle um die eigene Längsachse zu ermöglichen, während gleichzeitig die Position der Welle im Raum definiert wird. Zur Erfüllung dieser Aufgabe gibt es eine Reihe gängiger„Lagerungsanordnungen".
Unter einer„Stützlagerung" versteht man eine Lagerungsanordnung aus zwei Lagern, insbesondere aus zwei Rillenkugellagern, aus zwei Kegelrollenlagern oder aus zwei Schrägkugellagern oder aus einer Mischform. Bei der Stützlagerung wird die axiale Aus- richtung der Welle je nach der Richtung der eingeleiteten Axialkraft von dem einen oder dem anderen Lager übernommen. Weiterhin ist zu unterscheiden zwischen einer schwimmenden Stützlagerung und einer angestellten Stützlagerung.
Bei einer„schwimmenden Stützlagerung" hat die Welle in axialer Richtung ein Spiel und ist somit in axialer Richtung nicht eindeutig fixiert. Unter der„angestellten Stützlagerung" versteht man ein definiertes axiales Verspannen der beiden Lager. Insbesondere werden hier in aller Regel zwei spiegelbildlich angeordnete Schrägkugellager oder Kegelrollenlager eingesetzt. Bei der angestellten Stützlagerung wird weiterhin zwischen der X-Anordnung und der O- Anordnung der eingesetzten Lager unterschieden. Eine„angestellte Stützlagerung in X-Anordnung" liegt vor, wenn der Schnittpunkt der Drucklinien eines Lagers, welcher auch als„Druckpunkt" bezeichnet wird, für beide Lager jeweils zwischen den Lagerstellen liegt. Wird das Lager im Schnitt betrachtet, so verläuft die Drucklinie eines Wälzkörpers in Form eines Kegels orthogonal zu seiner Längsachse. Eine„angestellte Stützlagerung in O-Anordnung" liegt vor, wenn der Druckpunkt für beide Lager jeweils außerhalb der Lagerstellen liegt. In O-Anordnung kann die angestellte Stützlagerung ein größeres Kippmoment aufnehmen.
Unter der„Hauptlagerung" einer Windenergieanlage wird die Lagerung des Rotors der Windenergieanlage verstanden. Eine„Windenergieanlage" wandelt die kinetische Energie des Windes in technisch nutzbare Energieformen, insbesondere in elektrische Energie, welche insbesondere in ein Stromnetz eingespeist wird. Denkbar sind unter anderem auch Windenergieanlagen, welche die kinetische Energie des Windes in mechanische Energie oder chemische Energie umwandeln oder elektrische Energie an eine Batterie oder ein Inselnetz weiterleiten. Ein„Wälzlager" ist ein Lager bei dem zwischen einem Innenring und einem Außenring, im Gegensatz zu der Schmierung in Gleitlagern, rollende Wälzkörper den Reibungswiderstand verringern.
Eine„Welle" ist in seiner einfachsten Form ein überwiegend stabförmiges Maschinenelement zur Weiterleitung von Drehbewegungen und Drehmomenten sowie zur Lagerung von rotierenden Teilen.
Ein„Gehäuse" ist eine feste Hülle für Bauteile und Baugruppen, welches auch als tragende Struktur die Lagerung einer Welle aufnimmt und über Befestigungspunkte mit der Umgebung verbunden wird.
Unter einer„Teilung" wird die axiale Position verstanden an der die mehrteilig ausge- führte Welle mittelbar oder unmittelbar miteinander verbunden ist, sodass ein erstes und ein zweites Wellensegment am Ort der Teilung mittelbar oder unmittelbar miteinander verbunden sind.
Ein„Wellensegment" ist ein sich axial erstreckendes Segment einer Welle. Unter„Schmieden" wird das schlagartige spanlose Druckumformen von Metallen durch mehrere bis viele Werkzeugschläge zwischen zwei Werkzeugen unter örtlicher Änderung der Querschnittsform verstanden. Ein„geschmiedeter Stahl" ist ein Stahl dessen Form vor einer spanenden Bearbeitung durch Schmieden hergestellt worden ist.
Ein„Verbindungselement" ist ein Bauteil zum mittelbaren oder unmittelbaren Verbinden mehrerer anderer Bauteile. Beispiele für Verbindungselemente sind insbesondere Schrau- ben, Niete oder Klebstoffe.
Unter„Verspannen" wird das Herstellen eines Verspannungszustandes durch das Aufbringen einer Kraftgruppe verstanden. Insbesondere wird eine angestellte Lagerung durch das Aufbringen von Axialkräften auf die Lagerung verspannt.
Der Stand der Technik sah bislang vor, dass eine Stützlagerung, insbesondere eine Haupt- lagerung einer Windenergieanlage, eine Welle und ein Gehäuse so gegenseitig lagern, dass sich die Welle in dem Gehäuse um ihre Längsachse frei drehen kann und die Welle zur Übertragung eines Drehmomentes einteilig ausgeführt war.
Zusätzlich sah eine Stützlagerung im Stand der Technik ein Spannelement vor, mit dem die Lagerung angestellt werden konnte. Dabei war das Spannelement als ein separates Bauteil ausgeführt, welches kein Drehmoment übertragen hat, sondern lediglich zum axialen Verspannen der beiden Lager der Stützlagerung zueinander eingerichtet war, wodurch das Lagerspiel eingestellt werden konnte.
Zusätzlich sah der Stand der Technik vor, dass eine Welle insbesondere aus einem metallischen Gusswerkstoff hergestellt war. Abweichend wird hier vorgeschlagen, dass die Welle in axialer Richtung betrachtet zwischen den beiden Wälzlagern geteilt ist und die Welle damit mindestens zwei axial aufeinander folgende Wellensegmente aufweist. Diese Wellensegmente sind mit einem Verbindungselement verbunden, wobei das Wellensegment zum Übertragen des Drehmomentes sowie zum Verspannen der Stützlagerung eingerichtet ist (mit anderen Worten also das Wellensegment und/oder das Verbindungselement einen Verspanner für die Stützlagerung aufweist).
Außerdem wird hier konkret unter anderem vorgeschlagen, dass ein Wellensegment aus einem geschmiedeten Stahl hergestellt ist.
So ist konkret unter anderem denkbar, dass die Welle einer Stützlagerung aus einem ge- schmiedeten Stahl gefertigt ist.
Außerdem weist eine Welle bei einer geeigneten Gestaltung eine Teilung in ein erstes und ein zweites Wellensegment auf, wobei die Wellensegmente mit einem Verbindungselement verbunden sind, wobei das Verbindungselement einerseits dazu eingerichtet ist das Drehmoment von dem ersten Wellensegment auf das zweite Wellensegment und um- gekehrt zu übertragen und andererseits dazu eingerichtet ist die Stützlagerung axial zueinander zu verspannen.
In einer geeigneten Gestaltung verläuft die Teilung zwischen dem ersten und dem zweiten Wellensegment zwischen den beiden Stützlagern.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass die Teilungsebene zwischen dem ersten und dem zweiten Wellensegment mit ihrer Normalenrichtung in Achsrichtung orientiert ist.
Ebenfalls ist konkret unter anderem auch denkbar, dass die Teilungsebene zwischen dem ersten und dem zweiten Wellensegment mit ihrer Normalenrichtung nicht in Achsrichtung orientiert ist.
Bei einer besonders geeigneten Gestaltung sind die beiden Wellensegmente geometrisch so ausgeführt, dass bei gegenseitiger Berührung und axialer Ausrichtung der Wellensegmente eine optimale axiale Verspannung der Stützlagerung erreicht wird. Mit anderen Worten kann die optimale axiale Verspannung der Stützlagerung eingestellt werden, in dem die Wellensegmente durch das Verbindungselement so miteinander verbunden werden, dass sie sich auf dem Umfang vollständig berühren. Konkret ist dabei unter anderem auch denkbar, dass die optimale axiale Verspannung der Stützlagerung dadurch erreicht wird, dass das Verbindungselement seine optimale Vorspannkraft erreicht. Insbesondere kann sich eine optimale Vorspannkraft am Verbindungselement durch das Erreichen eines vordefinierten Anzugsmomentes des Verbindungselementes ergeben. Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass eine geteilte Welle eine optimale Einstellung einer axialen Vorspannung einer Stützlagerung vereinfacht und überhaupt ermöglicht. Insbesondere kann vorteilhaft erreicht werden, dass die axiale Vorspannkraft auf die Stützlagerung homogen über den Umfang der Stützlagerung verteilt werden kann. So kann vorteilhaft erreicht werden, dass eine Stütz- lagerung einfacher montiert werden kann.
Ebenfalls kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung vorteilhaft erreicht werden, dass eine Stützlagerung durch Verwendung eines geschmiedeten Wellensegmentes einfacher und günstiger hergestellt werden kann. Insbesondere kann dieser Vorteil bei geringeren Stückzahlen realisiert werden. Vorteilhaft kann außerdem durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass eine Stützlagerung in Folge der höheren zulässigen Werkstoffbelastungen von geschmiedetem Stahl leichter ausgeführt werden kann. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass eine Stützlagerung günstiger wird und dabei auch eine geringere Trägheit aufweist. Die geteilte Ausführung der Welle kann vorteilhaft erlauben, dass die Bauteilmassen der einzelnen Bauteile geringer ausfallen, wodurch die Stützlagerung auch einfacher montiert werden kann.
Ebenfalls kann die geteilte Ausführung der Welle vorteilhaft erlauben, dass ein einfacheres Montagekonzept für die Stützlagerung umgesetzt werden kann, wodurch die Stützla- gerung einfacher montiert werden kann. Ein weiterer Vorteil der geteilten Ausführung der Welle kann darin bestehen, dass das Lagerkonzept eine höhere Variabilität für Varianten von Stützlagerungen ermöglicht, so dass Lagervarianten auch bei geringer Stückzahl kostengünstig ausgeführt werden können. Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass der geschmiedete Stahl gegenüber dem im Stand der Technik eingesetzten Gusseisen weniger spröde ist und eine deutlich höhere Plastizität aufweist, sodass sich die spanend zu bearbeitenden Stellen, insbesondere der Lagersitz der Stützlagerung, besser und genauer bearbeiten lassen. Zusätzlich kann durch den Einsatz von geschmiedetem Stahl an der Welle vorteilhaft erreicht werden, dass die Wärmeleitfähigkeit der Welle abnimmt. So kann verhindert oder zumindest in erheblichem Maße reduziert werden, dass an der Nabe vorherrschende Umgebungskälte über die Welle an das Getriebe weitergeleitet wird und dort die Öltempera- tur auf Temperaturen fallen lässt, wodurch eine schlechtere Tragfähigkeit eines Ölfilms herbeigeführt würde und die Betriebsschädigung des Getriebes schneller voranschreiten würde.
Bevorzugt weist die Stützlagerung ein Kegelrollenlager auf. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein„Kegelrollenlager" ist ein Wälzlager, dessen Wälzkörper die Form eines Kegelstump- fes aufweisen und wobei die Längsachsen der Wälzkörper sich mit der Längsachse einer zu lagernden Welle schneiden. Ein Kegelrollenlager ist sowohl in radialer als auch in axialer Richtung sehr belastbar. Es wird in der Regel paarweise sowie in einer angestellten Stützlagerung eingesetzt.
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass die Stützlagerung höhere axiale und radiale Kräfte aufnehmen kann. Zusätzlich kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Stützlagerung widerstandsfähiger gegen starke auf die Welle wirkende Kippmomente wird. Starke Kippmomente wirken insbesondere bei Windenergieanlagen, sodass eine Stützlagerung mit Kegelrollenlagern hier besonders vorteilhafte Auswirkungen hat. Optional ist ein Wellensegment innen hohl.
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass die Welle auch bei hohen Drehmomentbelastungen vergleichsweise leicht ausgeführt werden kann. Dadurch werden die Materialkosten gesenkt und die Montageeigenschaften verbessert. Zusätzlich kann eine hohle Welle den Vorteil erlauben, dass Signalleitungen und Versorgungsleitungen vergleichsweise einfach durch die Hohlwelle geführt werden können. Auf diese Weise wird vorteilhaft ermöglicht, dass Signale und Versorgungflüsse, insbesondere auch Stromflüsse, einfach von einem stehenden System in ein sich relativ dazu bewegendes System übertragen werden können. Bevorzugt weisen die Wälzlager einen Innendurchmesser auf, wobei der Innendurchmesser größer ist als 0,4 m, bevorzugt größer ist als 0,8 m und besonders bevorzugt größer ist als 1 ,6 m.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem„Innendurchmesser" ist hier der Innendurchmesser eines Lagerinnenrings verstanden. Er bezeichnet den Innendurchmesser eines Lagers und kann unter anderem im ausgebauten Zustand vermessen werden.
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass die Vorteile einer Stützlagerung nach diesem Aspekt der Erfindung insbesondere für stark belastete große Stützlagerungen genutzt werden können. Die durch diesen Aspekt der Erfindung möglichen Vorteile wirken sich bei hoch belasteten Stützlagerungen mit einem vergleichsweise großen Innendurchmesser, welche oft nur in vergleichsweise geringen Stückzahlen hergestellt werden, besonders signifikant aus.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für den Innendurchmesser nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieur- mäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs des Innendurchmessers, insbesondere des Innendurchmessers des Lagerinnenrings liefern.
Optional weist die Welle im Bereich ihrer Teilung eine Scheibe auf. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Eine„Scheibe" sei als ein flächiges Bauteil verstanden, welches in seinem Referenzzustand überwiegend eben ist. Die Verwendung des Wortes Scheibe soll hier keine Aussage über die Richtung von auftretenden Kräften in der Scheibe treffen. Eine Scheibe kann verschieden Bohrungen aufweisen, insbesondere solche, die zur Aufnahme einer Lage- rung, insbesondere einer Stützlagerung, für Wellen eines Getriebes geeignet sind.
So ist konkret unter anderem denkbar, dass im Bereich der Teilung der Welle eine Scheibe mit dem Verbindungselement zwischen die Wellensegmente verspannt wird.
Zusätzlich ist konkret unter anderem denkbar, dass ein Wellensegment an seinem Innendurchmesser einen spanend bearbeiteten Absatz aufweist, welcher formschlüssig zu ei- nem an der Scheibe befindlichen Absatz korrespondiert und dazu eingerichtet ist Radialkräfte von dem Wellensegment auf die Scheibe zu übertragen.
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass die Scheibe Radialkräfte von einem Wellensegment aufnimmt. So kann die Welle der Stützlagerung in Form der Wellensegmente deutlich hinsichtlich ihrer Stabilität versteift werden. Dadurch wird eine Verformung einer überwiegend torsionsbelasteten Welle in radialer Richtung verhindert oder zumindest deutlich reduziert. Mit anderen Worten kann die Formstabilität der Welle deutlich gesteigert werden.
Bevorzugt bildet die Scheibe eine funktionale Einheit mit einem Getriebe.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einem„Getriebe" wird ein Maschinenelement verstanden, mit dem Bewegungsgrößen geändert werden. Bewegungsgrößen sind insbesondere eine Position, eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung. Ein Getriebe kann dazu verwendet werden eine Kraft und oder ein Drehmoment zu wandeln.
Unter einer„Leistungsverzweigung" wird eine Anlage verstanden, welche die Leistung einer Eingangswelle auf mehrere Wellenstränge aufteilt.
So ist konkret unter anderem denkbar, dass die Scheibe zusätzlich als Bauteil eines Getriebes und/oder einer Leistungsverzweigung eingesetzt wird, wodurch die Scheibe zusätzliche Funktionen wahrnehmen kann. Dies ist besonders vorteilhaft in einem Triebstrang einer Anlege oder einer Maschine einsetzbar. Zusätzlich ist konkret auch unter anderem denkbar, dass die Scheibe eine Bohrung oder eine Sacklochbohrung aufweist, welche zur Lagerung einer weiteren Welle eingerichtet ist. So kann die Scheibe zusätzlich im Rahmen einer Bauteilintegration konkret unter anderem zur Lagerung einer Getriebewelle und/oder einer Welle einer Leistungsverzweigung verwendet werden. Ebenfalls ist konkret unter anderem denkbar, dass die Scheibe eine Bohrung aufweist, welche zur Durchführung einer Signalleitung und/oder einer Versorgungsleitung eingerichtet ist.
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass Signalleitungen und Versorgungsleitungen vergleichsweise einfach durch die Hohlwelle geführt werden können. Auf diese Weise wird vorteilhaft ermöglicht, dass Signale und Versorgungflüsse, insbesondere auch Stromflüsse, einfach von einem stehenden System in ein sich relativ dazu bewegendes System übertragen werden können.
Zusätzlich kann vorteilhaft durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass die Scheibe eine Funktionseinheit zur Stabilisierung der Welle sowie als Auflager einer Getriebewelle und/oder einer Leistungsverzweigungswelle dienen kann. Hierdurch können gesamtheitlich gesehen Kosten und Gewicht eingespart werden.
Optional weist ein Wellensegment einen Lochkreis auf, wobei der Lochkreis Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen aufweist, wobei Sacklochbohrungen ein Gewinde aufweisen können. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem„Lochkreis" wird eine definierte Anzahl von Bohrungen in Bezug auf eine Achse, insbesondere eine Längsachse, eines Bauteils mit einem überwiegend gleichen Durchmesser verstanden. Die Bohrungen des Lochkreises können das Bauteil vollständig, teilweise oder nicht durchdringen, sodass es sich im ersten Fall auch um eine Durch- gangsbohrung und im letzten Fall auch um eine Sacklochbohrung handeln kann. Ebenfalls können die Bohrungen des Lochkreises abgestufte Durchmesser und oder ein Gewinde aufweisen.
Eine„Durchgangsbohrung" ist eine Bohrung, die ein Bauteil vollständig durchdringt. Eine Durchgangsbohrung kann abgestufte Durchmesser aufweisen. Als eine„Sacklochbohrung" wird eine Bohrung verstanden, die ein Bauteil nicht vollständig durchdringt wie eine Durchgangsbohrung, sondern eine definierte Tiefe aufweist. Eine Sacklochbohrung kann abgestufte Durchmesser aufweisen.
Unter einem„Gewinde" wird eine profilierte Einkerbung verstanden, die fortlaufend wendelartig um eine zylinderförmige Wandung verläuft. Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass das Wellensegment zur einfachen Kombination mit einem Verbindungselement eingerichtet ist. Insbesondere kommen hier durch diesen Teilaspekt der Erfindung als Verbindungselemente Schrauben und Gewindebolzen in Betracht.
Bevorzugt weist eine Scheibe einen Lochkreis auf, wobei der Lochkreis Durchgangsboh- rungen und/oder Sacklochbohrungen aufweist, wobei Sacklochbohrungen ein Gewinde aufweisen können.
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass das Wellensegment zur einfachen Kombination mit einem Verbindungselement eingerichtet ist. Insbesondere kommen hier durch diesen Teilaspekt der Erfindung als Verbin- dungselemente Schrauben und Gewindebolzen in Betracht.
Optional weist das Verbindungselement eine Schraube auf, welche in den Durchgangsbohrungen angeordnet ist und welche mit einer Mutter verspannt ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einer„Schraube" wird ein Stift oder ein Bolzen verstanden, der außen ein Gewinde aufweist. Eine mit einer Schraube hergestellte Verbindung ist in der Regel kraft- und formschlüssig und wieder lösbar.
Unter einer„Mutter" wird das mit einem Innengewinde versehene Gegenstück einer Schraube oder eines Gewindebolzens verstanden. Die Kombination aus einer Mutter und einer Schraube ergibt eine Schraubverbindung. So ist konkret unter anderem denkbar, dass die Wellensegmente jeweils einen geometrisch kongruenten Lochkreis aufweisen und mit einer Schraube und einer Mutter als kombiniertes Verbindungselement verbunden werden.
Ebenfalls ist konkret unter anderem denkbar, dass eine Schraube durch einen Gewindebolzen mit einer zusätzlichen Mutter ersetzt werden kann. Zusätzlich ist konkret unter anderem denkbar, dass ein Wellensegment und eine Scheibe einen geometrisch kongruenten Lochkreis aufweisen und mit einer Schraube und einer Mutter als kombiniertes Verbindungselement verbunden werden.
Außerdem ist konkret unter anderem denkbar, dass die Wellensegmente und die Scheibe jeweils einen geometrisch kongruenten Lochkreis aufweisen und mit einer Schraube und einer Mutter als kombiniertes Verbindungselement verbunden werden.
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass eine Schraube als mit einer Mutter kombiniertes Verbindungselement zur Verbindung zwischen zwei Wellensegmenten oder zur Verbindung zwischen einem Wellensegment und einer Scheibe oder zur Verbindung mit zwei Wellensegmenten und einer Scheibe eingesetzt werden kann. Dieses Verbindungselement erlaubt eine kostengünstige Verbindung der genannten Bauteile untereinander und erlaubt es vergleichsweise einfach und kostengünstig die für das Verbindungselement gewünschte Vorspannung einzustellen.
Bevorzugt weist das Verbindungselement eine Schraube auf, welche in der Durchgangsbohrung des ersten Wellensegmentes angeordnet ist und welche in das Gewinde des zwei- ten Wellensegmentes eingeschraubt ist.
So ist konkret unter anderem denkbar, dass die Wellensegmente jeweils einen geometrisch kongruenten Lochkreis aufweisen, wobei die Bohrungen im Lochkreis eines Wellensegmentes ein Gewinde aufweisen, sodass die Wellensegmente mit einer Schraube als Verbindungselement verbunden werden können, wobei die Schraube in das Gewinde ei- nes Wellensegmentes eingeschraubt wird.
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass eine Schraube als Verbindungselement zur Verbindung zwischen zwei Wellensegmenten eingesetzt werden kann. Dieses Verbindungselement erlaubt eine kostengünstige Verbindung der genannten Bauteile untereinander und erlaubt es vergleichsweise einfach und kostengünstig die für das Verbindungselement gewünschte Vorspannung einzustellen. Optional weist das Verbindungselement Schrauben auf, von denen zumindest jeweils eine Schraube in der Durchgangsbohrung des ersten und des zweiten Wellensegmentes angeordnet ist und welche in das Gewinde der Scheibe eingeschraubt sind.
So ist konkret unter anderem denkbar, dass ein Wellensegment und die Scheibe einen geometrisch kongruenten Lochkreis aufweisen, wobei die Bohrungen im Lochkreis der Scheibe ein Gewinde aufweisen, sodass das Wellensegment und die Scheibe mit einer Schraube als Verbindungselement verbunden werden können, wobei die Schraube in das Gewinde der Scheibe eingeschraubt wird.
Zusätzlich ist konkret unter anderem denkbar, dass das die Ausführungsform des be- schriebenen Verbindungselementes beidseitig der Scheibe zum Einsatz kommt. Dabei können die Lochkreise beidseitig der Scheibe in Umfangsrichtung versetzt zueinander ausgeführt werden und/oder auf einem unterschiedlichen Lochkreisradius ausgeführt werden und/oder die Scheibe weist von beiden Seiten Lochkreise mit Sacklochbohrungen auf. Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass eine Schraube als Verbindungselement zur Verbindung zwischen einem Wellensegment und einer Scheibe eingesetzt werden kann. Dieses Verbindungselement erlaubt eine kostengünstige Verbindung der genannten Bauteile untereinander und erlaubt es vergleichsweise einfach und kostengünstig die für das Verbindungselement gewünschte Vorspan- nung einzustellen.
Bevorzugt ist das Verbindungselement zur Verbindung einer Nabe, insbesondere der Nabe der Windenergieanlage, an der Welle eingerichtet.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Als„Nabe" wird ein Maschinenelement verstanden, welches mit einer Welle, einer Achse oder einem Zapfen verbunden wird. Insbesondere kann eine Nabe zur Lagerung von rotierenden Bauteilen eingerichtet sein. So ist konkret unter anderem denkbar, dass ein Verbindungselement dazu eingerichtet ist eine Nabe mit einem Wellensegment zu verbinden oder eine Nabe mit zwei Wellensegmenten zu verbinden oder eine Nabe mit einem Wellensegment und einer Scheibe zu verbinden oder eine Nabe mit einem Wellensegment und einer Scheibe und einem weiteren Wellensegment zu verbinden.
Ebenfalls ist konkret unter anderem denkbar, dass das Verbindungselement dazu eingerichtet ist eine axiale Verspannung der Stützlagerung einzustellen.
Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass ein Verbindungselement eine Verbindung zwischen den genannten Bauteilkombinationen herstellen kann, sodass die Nabe direkt mit der Welle über das Verbindungselement verbunden werden kann und gleichermaßen alle anderen bereits oberhalb ausgeführten Vorteile des Verbindungselementes genutzt werden können, sodass eine kostengünstige Verbindung realisiert werden kann, deren gewünschte Vorspannung besonders genau und einfach eingestellt werden kann, so dass sich eine optimales über den Umfang der Stützlagerung verteiltes axiales Vorspannungsniveau auf die Stützlagerung erreicht werden kann.
Optional ist die Nabe, insbesondere die Nabe der Windenergieanlage, und das der Nabe zugewandte Wellensegment einteilig ausgeführt. Vorteilhaft kann durch den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung erreicht werden, dass die Nabe und das der Nabe zugewandte Wellensegment einteilig ausgeführt werden können, wodurch sich hinsichtlich der Montage, der Demontage und der Wartung der Stützlagerung besondere Vorteile ergeben können. So kann das einteilig ausgeführte Bauteil direkt sowie in einem Schritt montiert und demontiert werden, wodurch sich unter ande- rem auch Vorteile hinsichtlich des Positionierungsaufwandes und des Verspannungsauf- wandes ergeben können. Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Windenergieanlage mit einer Stützlagerung nach dem ersten Aspekt der Erfindung.
Es versteht sich, dass sich die Vorteile einer Stützlagerung, insbesondere einer Hauptla- gerung für eine Windenergieanlage, mit zwei über zumindest zwei Wälzlager aneinander gelagerten Bauteilen, nämlich eine Welle und ein Gehäuse, wobei die Stützlagerung eine O- Anordnung der Wälzlager aufweist, wobei die Welle in axialer Richtung zwischen den zwei Wälzlagern eine Teilung in ein erstes und ein zweites Wellensegment aufweist, ein Wellensegment aus geschmiedetem Stahl gefertigt ist, die Wellensegmente mit einem Verbindungselement verbunden sind und das Verbindungselement zum Verspannen der Stützlagerung eingerichtet ist, wie vorstehend beschrieben unmittelbar auf eine Windenergieanlage mit einer derartigen Stützlagerung erstrecken.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des ersten Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dort zeigen
Fig. 1 schematisch eine Stützlagerung mit einem zweiseitigen Verbindungselement,
Fig. 2 schematisch eine Stützlagerung mit einem einseitigen Verbindungselement,
Fig. 3 schematisch eine Stützlagerung mit einem einseitigen Verbindungselement bei gleichzeitiger Verbindung mit einer Nabe und
Fig. 4 schematisch eine Stützlagerung, bei der die Nabe und das der Nabe zugewandte Wellensegment einteilig ausgeführt sind.
Die Stützlagerung 1 in Figur 1 besteht im Wesentlichen aus einer Welle 2, einem Gehäuse 3, einem ersten Wälzlager 4 und einem zweiten Wälzlager 5. Die Welle 2 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Wellensegment 6, einer Scheibe 7 und einem zweiten Wellensegment 8.
Das erste Wälzlager 4 weist in der geschnittenen Darstellung der Figur 1 eine erste Drucklinie 9 und eine zweite Drucklinie 10 auf, welche sich auf der Achse 1 1 der Welle 2 im Druckpunkt 12 des ersten Wälzlagers 4 schneiden. Das zweite Wälzlager 5 weist in der geschnittenen Darstellung der Figur 1 eine erste Drucklinie 13 und eine zweite Drucklinie 14 auf, welche sich auf der Achse 1 1 der Welle 2 im Druckpunkt 15 des zweiten Wälzlagers 5 schneiden.
Die Druckpunkte 12, 15 liegen außerhalb der Wälzlager 4, 5, sodass es sich bei der Stützlagerung 1 um eine Stützlagerung 1 handelt, welche eine O- Anordnung aufweist. Die Scheibe 7 weist eine Bohrung 16 auf, deren Bohrungsachse 17 mit der Achse 1 1 der Welle 2 zusammenfällt.
Zusätzlich weist die Scheibe 7 einen ersten Absatz 18 und einen zweiten Absatz 19 auf, welche jeweils formschlüssig zu einem spanend bearbeiteten Innendurchmesser 20, 21 des ersten Wellensegmentes 6 und des zweiten Wellensegmentes 8 korrespondieren und dazu eingerichtet sind, Radialkräfte von den Wellensegmenten 6, 8 auf die Scheibe 7 zu übertragen.
Das erste Wellensegment 6 weist einen Lochkreis 22 auf, welcher mit dem Lochkreis 23 der Scheibe 7 korrespondiert. Während der Lochkreis 22 im ersten Wellensegment 6 die Durchgangsbohrungen 26, 27 mit den Achsen 24, 25 aufweist, weist der Lochkreis 23 in der Scheibe 7 die Sacklochbohrungen 28, 29 auf, welche ein Innengewinde aufweisen und deren Achsen mit den Achsen 24, 25 des Lochkreises 22 übereinstimmen.
Das erste Wellensegment 6 und die Scheibe 7 sind über die Schrauben 30, 31 miteinander verbunden. Das zweite Wellensegment 8 weist einen Lochkreis 32 auf, welcher mit dem Lochkreis 33 der Scheibe 7 korrespondiert. Während der Lochkreis 32 im zweiten Wellensegment 8 die Durchgangsbohrungen 34, 35 mit den Achsen 36, 37 aufweist, weist der Lochkreis 33 in der Scheibe 7 die Sacklochbohrungen 38, 39 auf, welche ein Innengewinde aufweisen und deren Achsen mit den Achsen 36, 37 des Lochkreises 32 übereinstimmen.
Das zweite Wellensegment 8 und die Scheibe 7 sind über die Schrauben 40, 41 miteinan- der verbunden.
Die Schrauben 30, 31, 40, 41 sind dazu eingerichtet, die axiale Verspannung der Stützlagerung 1 einzustellen.
Das erste Wellensegment 6, das zweite Wellensegment 8 und die Scheibe 7 sind aus geschmiedetem Stahl gefertigt. Die Stützlagerung 51 in Figur 2 besteht im Wesentlichen aus einer Welle 52, einem Gehäuse 53, einem ersten Wälzlager 54 und einem zweiten Wälzlager 55.
Die Welle 52 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Wellensegment 56, einer Scheibe 57 und einem zweiten Wellensegment 58.
Das erste Wälzlager 54 weist in der geschnittenen Darstellung der Figur 2 eine erste Drucklinie 59 und eine zweite Drucklinie 60 auf, welche sich auf der Achse 61 der Welle 52 im Druckpunkt 62 des ersten Wälzlagers 54 schneiden.
Das zweite Wälzlager 55 weist in der geschnittenen Darstellung der Figur 2 eine erste Drucklinie 63 und eine zweite Drucklinie 64 auf, welche sich auf der Achse 61 der Welle 52 im Druckpunkt 65 des zweiten Wälzlagers 55 schneiden. Die Druckpunkte 62, 65 liegen außerhalb der Wälzlager 54, 55, sodass es sich bei der Stützlagerung 51 um eine Stützlagerung 51 handelt, welche eine O- Anordnung aufweist. Die Scheibe 57 weist eine Bohrung 66 auf, deren Bohrungsachse 67 mit der Achse 61 der Welle 52 zusammenfällt.
Zusätzlich weist die Scheibe 57 einen ersten Absatz 68 und einen zweiten Absatz 69 auf, welche jeweils formschlüssig zu einem spanend bearbeiteten Innendurchmesser 70, 71 des ersten Wellensegmentes 56 und des zweiten Wellensegmentes 58 korrespondieren und dazu eingerichtet sind, Radialkräfte von den Wellensegmenten 56, 58 auf die Scheibe 57 zu übertragen.
Das erste Wellensegment 56 und die Scheibe 57 weisen jeweils einen geometrisch mitei- nander kongruenten Lochkreis 72, 73 auf, welche mit dem Lochkreis 74 des zweiten Wellensegmentes 58 geometrisch kongruent korrespondieren.
Während die Lochkreise 72, 73 im ersten Wellensegment 56 und in der Scheibe 57 die Durchgangsbohrungen 75, 76, 77, 78 mit den Achsen 79, 80 aufweisen, weist der Lochkreis 74 in dem zweiten Wellensegment 58 die Sacklochbohrungen 81, 82 auf, welche ein Innengewinde aufweisen und deren Achsen mit den Achsen 79, 80 der Lochkreise 72, 73 übereinstimmen.
Das erste Wellensegment 56, die Scheibe 57 und das zweite Wellensegment 58 sind über die Schrauben 83, 84 miteinander verbunden.
Die Schrauben 83, 84 sind dazu eingerichtet, die axiale Verspannung der Stützlagerung 51 einzustellen.
Das erste Wellensegment 56, das zweite Wellensegment 58 und die Scheibe 57 sind aus geschmiedetem Stahl gefertigt.
Die Stützlagerung 101 in Figur 3 besteht im Wesentlichen aus einer Welle 102, einem Gehäuse 103, einem ersten Wälzlager 104, einem zweiten Wälzlager 105 und einer Nabe Die Welle 102 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Wellensegment 106, einer Scheibe 107 und einem zweiten Wellensegment 108.
Das erste Wälzlager 104 weist in der geschnittenen Darstellung der Figur 3 eine erste Drucklinie 109 und eine zweite Drucklinie 1 10 auf, welche sich auf der Achse 1 1 1 der Welle 102 im Druckpunkt 1 12 des ersten Wälzlagers 104 schneiden.
Das zweite Wälzlager 105 weist in der geschnittenen Darstellung der Figur 3 eine erste Drucklinie 1 13 und eine zweite Drucklinie 114 auf, welche sich auf der Achse 1 1 1 der Welle 102 im Druckpunkt 1 15 des zweiten Wälzlagers 105 schneiden.
Die Druckpunkte 112, 1 15 liegen außerhalb der Wälzlager 104, 105, sodass es sich bei der Stützlagerung 101 um eine Stützlagerung 101 handelt, welche eine O- Anordnung aufweist.
Die Scheibe 107 weist eine Bohrung 1 16 auf, deren Bohrungsachse 1 17 mit der Achse 1 1 1 der Welle 102 zusammenfällt.
Zusätzlich weist die Scheibe 107 einen ersten Absatz 1 18 und einen zweiten Absatz 1 19 auf, welche jeweils formschlüssig zu einem spanend bearbeiteten Innendurchmesser 120, 121 des ersten Wellensegmentes 106 und des zweiten Wellensegmentes 108 korrespondieren und dazu eingerichtet sind, Radialkräfte von den Wellensegmenten 106, 108 auf die Scheibe 107 zu übertragen.
Die Nabe 122 weist einen Absatz 123 auf, welcher ebenfalls formschlüssig mit dem spa- nend bearbeiteten Innendurchmesser 120 des ersten Wellensegmentes 106 korrespondiert und dazu eingerichtet ist, Radialkräfte von der Nabe 122 auf das erste Wellensegment 106 zu übertragen.
Das erste Wellensegment 106, die Scheibe 107 und die Nabe 122 weisen jeweils einen geometrisch miteinander kongruenten Lochkreis 124, 125, 126 auf, welche mit dem Lochkreis 127 des zweiten Wellensegmentes 108 geometrisch kongruent korrespondieren.
Während die Lochkreise 124, 125, 126 in der Nabe 122, im ersten Wellensegment 106 und in der Scheibe 107 die Durchgangsbohrungen 128, 129, 130, 131 , 132, 133 mit den Achsen 134, 135 aufweisen, weist der Lochkreis 127 in dem zweiten Wellensegment 108 die Sacklochbohrungen 136, 137 auf, welche ein Innengewinde aufweisen und deren Achsen mit den Achsen 134, 135 der Lochkreise 124, 125, 126 übereinstimmen.
Das erste Wellensegment 106, die Scheibe 107, die Nabe 122 und das zweite Wellensegment 108 sind über die Schrauben 138, 139 miteinander verbunden.
Die Schrauben 138, 139 sind dazu eingerichtet, die axiale Verspannung der Stützlagerung 101 einzustellen.
Das erste Wellensegment 106, das zweite Wellensegment 108 und die Scheibe 107 sind aus geschmiedetem Stahl gefertigt.
Die Stützlagerung 151 in Figur 4 besteht im Wesentlichen aus einer Welle 152, einem Gehäuse 153, einem ersten Wälzlager 154 und einem zweiten Wälzlager 155. Die Welle 152 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Wellensegment 156, welches einteilig mit einer Nabe 172 gefertigt ist, einer Scheibe 157 und einem zweiten Wellensegment 158.
Das erste Wälzlager 154 weist in der geschnittenen Darstellung der Figur 4 eine erste Drucklinie 159 und eine zweite Drucklinie 160 auf, welche sich auf der Achse 161 der Welle 152 im Druckpunkt 162 des ersten Wälzlagers 154 schneiden.
Das zweite Wälzlager 155 weist in der geschnittenen Darstellung der Figur 4 eine erste Drucklinie 163 und eine zweite Drucklinie 164 auf, welche sich auf der Achse 161 der Welle 152 im Druckpunkt 165 des zweiten Wälzlagers 155 schneiden. Die Druckpunkte 162, 165 liegen außerhalb der Wälzlager 154, 155, sodass es sich bei der Stützlagerung 151 um eine Stützlagerung 151 handelt, welche eine O- Anordnung aufweist.
Die Scheibe 157 weist eine Bohrung 166 auf, deren Bohrungsachse 167 mit der Achse 161 der Welle 152 zusammenfällt.
Zusätzlich weist die Scheibe 157 einen ersten Absatz 168 und einen zweiten Absatz 169 auf, welche jeweils formschlüssig zu einem spanend bearbeiteten Innendurchmesser 170, 171 des ersten Wellensegmentes 156 und des zweiten Wellensegmentes 158 korrespondieren und dazu eingerichtet sind, Radialkräfte von den Wellensegmenten 156, 158 auf die Scheibe 157 zu übertragen.
Das erste Wellensegment 156 und die Scheibe 157 weisen jeweils einen geometrisch mit- einander kongruenten Lochkreis 173, 174 auf, welche mit dem Lochkreis 175 des zweiten Wellensegmentes 158 geometrisch kongruent korrespondieren.
Während die Lochkreise 173, 174 im ersten Wellensegment 156 und in der Scheibe 157 die Durchgangsbohrungen 176, 177, 178, 179 mit den Achsen 180, 181 aufweisen, weist der Lochkreis 175 in dem zweiten Wellensegment 158 die Sacklochbohrungen 182, 183 auf, welche ein Innengewinde aufweisen und deren Achsen mit den Achsen 180, 181 der Lochkreise 173, 174 übereinstimmen.
Das erste Wellensegment 156, die Scheibe 157 und das zweite Wellensegment 158 sind über die Schrauben 184, 185 miteinander verbunden.
Die Schrauben 184, 185 sind dazu eingerichtet, die axiale Verspannung der Stützlagerung 151 einzustellen.
Das erste Wellensegment 156, das zweite Wellensegment 158 und die Scheibe 157 sind aus geschmiedetem Stahl gefertigt. Liste der verwendeten Bezugszeichen
1 Stützlagerung
2 Welle
3 Gehäuse
4 Erstes Wälzlager
5 Zweites Wälzlager
6 Erstes Wellensegment
7 Scheibe
8 Zweites Wellensegment
9 Erste Drucklinie
10 Zweite Drucklinie
11 Achse
12 Druckpunkt
13 Erste Drucklinie
14 Zweite Drucklinie
15 Druckpunkt
16 Bohrung
17 Bohrungsachse
18 Erster Absatz
19 Zweiter Absatz
20 Innendurchmesser
21 Innendurchmesser
22 Lochkreis
23 Lochkreis
24 Achse
25 Achse
26 Durchgangsbohrung
27 Durchgangsbohrung
28 Sacklochbohrung
29 Sacklochbohrung Schraube
Schraube
Lochkreis
Lochkreis
Durchgangsbohrung Durchgangsbohrung Achse
Achse
Sacklochbohrung Sacklochbohrung Schraube
Schraube
Stützlagerung
Welle
Gehäuse
Erstes Wälzlager Zweites Wälzlager Erstes Wellensegment Scheibe
Zweites Wellensegment Erste Drucklinie Zweite Drucklinie Achse
Druckpunkt
Erste Drucklinie Zweite Drucklinie Druckpunkt
Bohrung
Bohrungsachse Erster Absatz
Zweiter Absatz Innendurchmes ser
Innendurchmesser
Lochkreis
Lochkreis
Lochkreis
Durchgangsbohrung
Durchgangsbohrung
Durchgangsbohrung
Durchgangsbohrung
Achse
Achse
Sacklochbohrung
Sacklochbohrung
Schraube
Schraube
Stützlagerung
Welle
Gehäuse
Erstes Wälzlager
Zweites Wälzlager
Erstes Wellensegment
Scheibe
Zweites Wellensegment
Erste Drucklinie
Zweite Drucklinie
Achse
Druckpunkt
Erste Drucklinie
Zweite Drucklinie
Druckpunkt
Bohrung Bohrungsachse
Erster Absatz
Zweiter Absatz
Innendurchmesser
Innendurchmesser
Nabe
Absatz
Lochkreis
Lochkreis
Lochkreis
Lochkreis
Durchgangsbohrung
Durchgangsbohrung
Durchgangsbohrung
Durchgangsbohrung
Durchgangsbohrung
Durchgangsbohrung
Achse
Achse
Sacklochbohrung
Sacklochbohrung
Schraube
Schraube
Stützlagerung
Welle
Gehäuse
Erstes Wälzlager
Zweites Wälzlager
Erstes Wellensegment
Scheibe
Zweites Wellensegment Erste Drucklinie Zweite Drucklinie Achse
Druckpunkt Erste Drucklinie Zweite Drucklinie Druckpunkt Bohrung
Bohrungsachse Erster Absatz Zweiter Absatz Innendurchmesser Innendurchmesser Nabe
Lochkreis
Lochkreis
Lochkreis
Durchgangsbohrung Durchgangsbohrung Durchgangsbohrung Durchgangsbohrung Achse
Achse
Sacklochbohrung Sacklochbohrung Schraube
Schraube

Claims

Patentansprüche:
1. Stützlagerung, insbesondere Hauptlagerung für eine Windenergieanlage, mit zwei über zumindest zwei Wälzlager aneinander gelagerten Bauteilen, nämlich eine Welle und ein Gehäuse, wobei die Stützlagerung angestellt ist und eine O- Anordnung der Wälzlager aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle in axialer Richtung zwischen den zwei Wälzlagern eine Teilung in ein erstes und ein zweites Wellensegment aufweist, ein Wellensegment aus geschmiedetem Stahl gefertigt ist, die Wellensegmente mit einem Verbindungselement verbunden sind und das Verbindungselement zum Verspannen der Stützlagerung eingerichtet ist.
2. Stützlagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlagerung ein Kegelrollenlager aufweist.
3. Stützlagerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wellensegment innen hohl ist.
4. Stützlagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager einen Innendurchmesser aufweisen, wobei der Innendurchmesser größer ist als 0,4 m, bevorzugt größer ist als 0,8 m und besonders bevorzugt größer ist als 1 ,6 m.
5. Stützlagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle im Bereich ihrer Teilung eine Scheibe aufweist.
6. Stützlagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe eine funktionale Einheit mit einem Getriebe bildet.
7. Stützlagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wellensegment einen Lochkreis aufweist, wobei der Lochkreis Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen aufweist, wobei vor allem Sacklochbohrungen ein Gewinde aufweisen können.
8. Stützlagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Scheibe einen Lochkreis aufweist, wobei der Lochkreis Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen aufweist, wobei vor allem Sacklochbohrungen ein Gewinde aufweisen können.
9. Stützlagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine Schraube aufweist, welche in der Durchgangsbohrung angeordnet ist und welche mit einer Mutter verspannt ist.
10. Stützlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine Schraube aufweist, welche in der Durchgangsbohrung des ersten Wellensegmentes angeordnet ist und welche in das Gewinde des zweiten Wellensegmentes eingeschraubt ist.
1 1. Stützlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement Schrauben aufweist, von denen zumindest jeweils eine Schraube in der Durchgangsbohrung des ersten und des zweiten Wellensegmentes angeordnet ist und welche in das Gewinde der Scheibe eingeschraubt sind.
12. Stützlagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement zur Verbindung einer Nabe, insbesondere der Nabe der Windenergieanlage, an der Welle eingerichtet ist.
13. Stützlagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe, insbesondere die Nabe der Windenergieanlage, und das der Nabe zugewandte Wellensegment einteilig ausgeführt ist. Windenergieanlage mit einer Stützlagerung nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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