WO2024011273A1 - Gleitlagerung, sowie eine mit der gleitlagerung ausgestattete gondel für eine windkraftanlage, sowie eine windkraftanlage - Google Patents

Gleitlagerung, sowie eine mit der gleitlagerung ausgestattete gondel für eine windkraftanlage, sowie eine windkraftanlage Download PDF

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WO2024011273A1
WO2024011273A1 PCT/AT2023/060235 AT2023060235W WO2024011273A1 WO 2024011273 A1 WO2024011273 A1 WO 2024011273A1 AT 2023060235 W AT2023060235 W AT 2023060235W WO 2024011273 A1 WO2024011273 A1 WO 2024011273A1
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WO
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plain bearing
bearing
axial
radius
ring element
Prior art date
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PCT/AT2023/060235
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Patrick Laubichler
Johannes Hölzl
Albert WALDL
Christopher ZEH
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Miba Gleitlager Austria Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/31—Wind motors

Definitions

  • the invention relates to a plain bearing, as well as a nacelle equipped with the plain bearing for a wind turbine, and a wind turbine.
  • DE 650737 C discloses a plain bearing with an inner ring element and an outer ring element, with several plain bearing pads being arranged on the inner ring element.
  • the plain bearing pads have a sliding surface in the form of a spherical cap, which interacts with a corresponding sliding surface on the outer ring element.
  • Such spherical bearings are used to be able to absorb a radial force and also an axial force between an inner ring element and an outer ring element.
  • Spherical bearings according to DE 650737 C must have a certain width for a given axial load capacity, so that a certain projected axial surface is achieved. Since the radial load capacity of spherical bearings also depends on the width, an unnecessarily high radial load capacity is often achieved. This means that spherical bearings are often oversized in terms of their radial load capacity and therefore have a high weight.
  • the object of the present invention was to provide an improved plain bearing.
  • the object of the present invention was to provide a plain bearing which, for a given diameter, has the smallest possible plain bearing pad width, while at the same time the radial load capacity and the axial load capacity should be adapted to the predetermined load profile.
  • the plain bearing includes:
  • the plain bearing element which is arranged between the inner ring element and the outer ring element, wherein by means of the plain bearing element the outer ring element and the inner ring element are rotatably mounted relative to one another about an axis of rotation, the plain bearing element comprising a plurality of plain bearing pads, the individual ones Plain bearing pads each have a curved bearing surface.
  • the curved bearing surface has a first radius in a longitudinal section along the axis of rotation and has a second radius in a cross section normal to the axis of rotation.
  • the second radius is larger than the first radius.
  • the plain bearing according to the invention has the surprising advantage that, due to the different radii, the axial load capacity and the radial load capacity of the plain bearing can be coordinated with one another for a given diameter of the inner ring element. This means the weight of the individual plain bearing pads can be reduced. Furthermore, the efficiency of the plain bearing can be improved by optimizing the axial load capacity and the radial load capacity of the plain bearing.
  • a counter surface can be formed corresponding to the bearing surface.
  • the bearing surface and the counter surface can together form a plain bearing pairing.
  • a longitudinal section along the axis of rotation has a section that extends in the axial direction of the plain bearing.
  • the axis of rotation lies in the cutting plane of the cutting guide.
  • the cutting plane of the longitudinal section is exactly in the middle and thus arranged in the axis of rotation of the plain bearing.
  • the axial position of the cross section normal to the axis of rotation is chosen at the position of the axial apex of the bearing surface.
  • the first radius extends in the axial direction and that the second radius extends in the circumferential direction. Furthermore, it can be provided that the first radius has a constant value over the entire axial extent of the bearing surface.
  • the first radius may have a center that is radially spaced from the axis of rotation.
  • the bearing surface of the plain bearing pads is each designed as a torus segment of a torus with a circular cross section.
  • a bearing surface in the form of a torus segment can be produced with a sufficiently high level of accuracy.
  • this storage area shape can have good functionality.
  • a torus segment can be formed in that a circular cross section with the first radius is arranged at a distance from the axis of rotation and is rotated about the axis of rotation. The distance to the axis of rotation can be chosen so that an axial vertex, i.e. the radially outermost point, is arranged at a distance of the second radius from the axis of rotation.
  • the first radius is between 5% and 99%, in particular between 10% and 50%, preferably between 15% and 30% of the second radius. This has the advantage that this measure can achieve a particularly good distribution between radial load capacity and axial load capacity.
  • the second radius is measured at an axial vertex.
  • the plain bearing pads starting from the axial apex, have a first axial extent in a first axial direction and a second axial extent in a second axial direction, the first axial extent being greater than the second axial extent.
  • the plain bearing pad has a good ability to absorb axial forces directed in a main load direction, with the smallest possible design. In the axial secondary loading direction, smaller axial forces can be absorbed in accordance with the requirements. Due to the different values of the first axial extension and the second axial extension, the plain bearing can be specifically adapted to the requirements.
  • the second axial extent is between 5% and 99%, in particular between 20% and 95%, preferably between 50% and 80% of the first axial extent.
  • the plain bearing pads have a first axial extent in a first axial direction and a second axial extent in a second axial direction, the first axial extent being the same size as the second axial extent.
  • a plain bearing pad designed in this way can have the simplest possible structure.
  • a plain bearing pad designed in this way can be loaded equally in both axial directions.
  • the plain bearing pads have a plain bearing pad width, the plain bearing pad width being between 20% and 170%, in particular between 60% and 140%, preferably between 90% and 120% of the first radius.
  • plain bearing pads with such a ratio of plain bearing pad width to first radius exhibit surprisingly low wear.
  • the second radius has a value that is different from the first radius, with the first radius having a constant value over the entire axial extent of the bearing surface.
  • the first radius can have a constant radius over the entire axial extent of the bearing surface, with the resulting surface not being a spherical cap.
  • the resulting bearing surface deviates from the shape of a spherical cap if the second radius is larger than the first radius or the second radius is smaller than the first radius.
  • the person skilled in the art would choose the first radius and the second radius to be the same size in order to be able to manufacture the bearing surface as easily as possible.
  • the bearing surface would have the shape of a spherical cap.
  • the measure according to the invention can ensure that the bearing surface can be easily manufactured due to the constant value over the entire axial extent and at the same time the ratio of radial load capacity to axial load capacity can be adjusted by means of the different value of the second radius from the first radius.
  • the plain bearing element can have the smallest possible width overall, which is selected so that the radial load capacity can be achieved at a predetermined second radius.
  • the axial load capacity can be adjusted by adjusting the first radius.
  • the second radius is larger than the first radius.
  • a high axial load capacity can be achieved with a given radial load capacity.
  • the second radius is smaller than the first radius.
  • a nacelle for a wind turbine, the nacelle comprising:
  • the rotor bearing includes a plain bearing according to one of the above versions.
  • the sliding bearing according to the invention leads to easy maintenance of the sliding bearing.
  • the plain bearing pads of the plain bearing have, starting from the axial apex, a first axial extent in a first axial direction and a second axial extent in a second axial direction, the first axial extent being greater than the second axial extent, the plain bearing pads being accommodated in the nacelle housing in this way that the first axial extension is formed on a side of the axial apex facing away from the rotor hub.
  • first rotor shaft bearing and a second rotor shaft bearing it is possible to form a first rotor shaft bearing and a second rotor shaft bearing, the first rotor shaft bearing being arranged closer to the rotor shaft than the second rotor shaft bearing, the second rotor shaft bearing being designed as a sliding bearing in accordance with the above statements.
  • Such a structure has a surprisingly simple design, and the forces occurring in the rotor shaft can be easily absorbed by the design described.
  • the plain bearing pads are attached to a rotor shaft.
  • the individual plain bearing pads each have a fastening profile opposite the bearing surface.
  • the inner ring element has at least one receptacle on its radial outside, which serves for the positive connection of the plain bearing pads to the inner ring element. This measure makes it possible to easily replace the plain bearing pads and at the same time ensures that the plain bearing pads are firmly seated when the plain bearing is ready for operation.
  • an axial stop for the plain bearing pad it is possible for an axial stop for the plain bearing pad to be formed on the inner ring element in the area of the receptacle. This has the advantage that the plain bearing pad can be positioned precisely in the axial direction.
  • a fastening element is provided, by means of which the plain bearing pad is pressed against the axial stop in the axial direction. This has the advantage that the plain bearing pad can be fixed or correctly positioned in the axial direction in order to achieve the functionality of the plain bearing.
  • At least one anti-rotation element is formed, which acts between the axial stop ring and at least one of the plain bearing pads. This measure can ensure that at least one of the plain bearing pads is secured against rotation relative to a shaft.
  • the axial stop is formed on a stop ring which is received on a shaft.
  • the axial stop ring is shrunk onto the shaft.
  • the axial stop is formed directly on the shaft. Furthermore, it can be provided that a positioning point is formed on the plain bearing pad, which corresponds to the axial stop.
  • the plain bearing pads are attached to the nacelle housing. This can be done directly or with the interposition of a bearing holder.
  • the bearing surface can be formed on an inside of the plain bearing pads.
  • a counter surface for the bearing surface can be formed on the inner ring element.
  • the counter surface is formed directly on the shaft, with the shaft forming the inner ring element.
  • the counter surface is arranged on a structurally independent inner ring element, the inner ring element being coupled to the shaft.
  • the inner ring element is shrunk onto the shaft.
  • the outer ring element has at least one receptacle on its radial inside, which serves for the positive connection of the plain bearing pads to the outer ring element. This measure makes it possible to easily replace the plain bearing pads and at the same time ensures that the plain bearing pads are firmly seated when the plain bearing is ready for operation.
  • an axial stop for the plain bearing pad it is possible for an axial stop for the plain bearing pad to be formed on the outer ring element in the area of the receptacle. This has the advantage that the plain bearing pad can be positioned precisely in the axial direction.
  • a fastening element is provided, by means of which the plain bearing pad is pressed in the axial direction against the axial stop on the outer ring element.
  • the invention also relates to a wind turbine with a nacelle, the nacelle comprising:
  • the rotor bearing includes a plain bearing according to one of the above versions.
  • the rotor bearing it is possible for the rotor bearing to comprise a bearing holder in which the outer ring element is accommodated.
  • the bearing holder is designed directly as an outer ring element.
  • the bearing bracket can be attached to the nacelle housing.
  • the bearing holder is formed directly in the nacelle housing. It can therefore also be provided that the outer ring element is formed directly in the nacelle housing.
  • a removal opening is formed in the outer ring element, which interrupts the counter surface of the outer ring element starting from a first end face of the outer ring element.
  • a porous material such as a sponge, is arranged in the removal opening, which serves to temporarily absorb lubricating oil. This measure can ensure that the sliding surface of the individual plain bearing pads is evenly covered with a lubricating oil film.
  • the individual plain bearing pads can be easily removed from their operating position through the removal opening.
  • the removal opening is designed to expand radially towards the first end face. This has the advantage that the outer ring element can have the highest possible stability and at the same time the plain bearing pad can be removed as easily as possible through the removal opening.
  • a plain bearing pad receiving ring is formed, which serves to fasten the plain bearing pads, with the plain bearing pad receiving ring on the inner Ring element is included. This has the advantage that this measure allows the plain bearing pads to be firmly coupled to the inner ring element.
  • the plain bearing pad receiving ring is shrunk onto the inner ring element.
  • the plain bearing pad receiving ring is heated and/or the inner ring element is cooled in order to make axial pressing on easier. After temperature compensation and thus compensation for thermal expansion, a tight fit of the plain bearing pad receiving ring on the inner ring element can be achieved.
  • the plain bearing pad receiving ring is coupled to the inner ring element by means of a materially bonded connection, such as a welded connection.
  • the plain bearing pad receiving ring is coupled to the inner ring element by means of a positive connection, such as a screw connection.
  • a plurality of threaded holes are formed in the plain bearing pad receiving ring, which are arranged in the axial direction of the plain bearing pad receiving ring and serve to receive fastening screws, with through holes being formed in the plain bearing pads through which the fastening screws are inserted in order to attach the plain bearing pads to the plain bearing pad receiving ring by means of the fastening screws to clamp.
  • the plain bearing pads have a shoulder on their inside, which rests on an end face of the plain bearing pad receiving ring, the through holes being arranged in the area of the shoulder. This measure achieves a sufficiently resilient connection between the plain bearing pads and the inner ring.
  • the sliding bearing is designed as a hydrodynamic bearing. In a further embodiment variant it can be provided that the sliding bearing is designed as a hydrostatic bearing.
  • the plain bearing is designed as a self-lubricating bearing.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a wind turbine
  • FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of a first exemplary embodiment of a plain bearing
  • Fig. 3 is a perspective view of the plain bearing
  • Fig. 4 is a perspective view of a plain bearing pad
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view along section line V-V from FIG. 2;
  • Fig. 6 is a perspective view of a torus with a sliding surface drawn in
  • Fig. 7 is a detailed view of the longitudinal sectional view from Fig. 2;
  • FIG. 8 shows a longitudinal sectional view of a second exemplary embodiment of a plain bearing
  • Fig. 9 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of a plain bearing.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a wind turbine 1 for generating electrical energy from wind energy.
  • the nacelle 1 includes a gondola 2, which is rotatably mounted on a tower 3.
  • the nacelle 2 includes a nacelle housing 4, which forms the main structure of the nacelle 2.
  • the electrical components, such as a generator of the wind turbine 1, are arranged in the nacelle housing 4 of the nacelle 2.
  • a rotor 5 is formed, which has a rotor hub 6 with rotor blades 7 arranged thereon.
  • the Rotomabe 6 is seen as part of the gondola 2.
  • the rotor hub 6 is rotatably accommodated on the nacelle housing 4 by means of a rotor bearing 8.
  • a sliding bearing 9 according to the invention and described in more detail is used as a rotor bearing 8.
  • the axial force 11 is caused by the force of the wind.
  • the radial force 10 is caused by the weight of the rotor 5 and acts on the center of gravity of the rotor 5. Since the center of gravity of the rotor 5 lies outside the rotor bearing 8, a tilting moment 12 is caused in the rotor bearing 8 by the radial force 10.
  • the tilting moment 12 can also be caused by an uneven load on the rotor blades 7. This tilting moment 12 can be absorbed by means of a second sliding bearing, which is arranged at a distance from the sliding bearing 9 according to the invention.
  • the rotor bearing 8 according to the invention can, for example, have a diameter between 0.5 m and 5 m. Of course, it is also conceivable that the rotor bearing 8 is smaller or larger.
  • Fig. 2 shows a first exemplary embodiment of the nacelle 2 with the plain bearing 9.
  • the plain bearing 9 is shown in a longitudinal section in Fig. 2.
  • the plain bearing 9 shown in FIG. 2 can also be used in all other industrial applications outside of wind turbines.
  • the sliding bearing 9 has an inner ring element 13 and an outer ring element 14.
  • a plain bearing element 15 is arranged between the inner ring element 13 and the outer ring element 14, which serves for the rotational sliding bearing of the inner ring element 13 relative to the outer ring element 14.
  • the inner ring element 13 and the outer ring element 14 can be rotated relative to one another about an axis of rotation 16.
  • the inner ring element 13 is formed directly by a rotor shaft 17.
  • the rotor shaft 17 is shown schematically in FIG. 2. As can be seen from FIG. 2, it can be provided that the rotor shaft 17 has a rotor side 18.
  • the rotor side 18 serves to accommodate the rotor hub 6 or the rotor hub 6 can be formed directly on the rotor side 18.
  • first rotor shaft bearing 19 and a second rotor shaft bearing 20 are formed.
  • the first rotor shaft bearing 19 can be arranged closer to the rotor hub 6 or to the rotor side 18 than the second rotor shaft bearing 20.
  • the second rotor shaft bearing 20 is designed as a sliding bearing 9 in accordance with the following statements.
  • the first rotor shaft bearing 19 can be designed as a floating bearing.
  • the second rotor shaft bearing 20 can be designed as a fixed bearing.
  • the outer ring element 14 is coupled to the nacelle housing 4 by means of a bearing holder 21. 2, it is thus provided that the outer ring element 14 is rigidly coupled to the nacelle housing 4 and the inner ring element 13 can be rotated relative to the outer ring element 14 with respect to an axis of rotation 16 by means of the plain bearing element 15. Since in this exemplary embodiment the rotor shaft 17, which can be coupled to the rotomabe 6 and thus to the rotor 5, directly forms the inner ring element 13, the rotor shaft 17 can thus be rotatably accommodated in the nacelle housing 4 by means of the sliding bearing 9.
  • FIG. 3 the sliding bearing 9 of Fig. 2 is shown in a perspective view.
  • the outer ring element 14 has been axially displaced in an exploded view in FIG. 3 in order to be able to show the details of the plain bearing 9.
  • the bearing bracket 21 has been hidden.
  • the plain bearing 9 is subsequently described using a synopsis of Figures 2 and 3.
  • the plain bearing element 15 comprises a plurality of individual plain bearing pads 22, which are arranged distributed over the circumference between the inner ring element 13 and the outer ring element 14.
  • the individual plain bearing pads 22 can each be coupled to the inner ring element 13 by means of a fastening means 23.
  • the individual plain bearing pads 22 have a shoulder 25 on their inside 24.
  • the shoulder 25 can form a contact surface so that the plain bearing pad 22 can rest against an axial stop 26 of the inner ring element 13 in the area of the shoulder 25. This allows the plain bearing pad 22 to be positioned in the axial direction relative to the inner ring element 13.
  • the fastening means 23 is designed in the form of a fastening screw, by means of which the individual plain bearing pads 22 can be pressed against the axial stop 26 in the axial direction and can thus be fixed.
  • the individual plain bearing pads 22 can thus be firmly connected to the inner ring element 13 in the operating state of the plain bearing 9 due to the structure described and can thus rotate with it relative to the outer ring element 14.
  • a bearing surface 27 is formed on the individual plain bearing pads 22, which rests at least partially on a counter surface 28 of the outer ring element 14 when the plain bearing 9 is ready for use.
  • the counter surface 28 is arranged on an inside 29 of the outer ring element 14.
  • the bearing surface 27 of the plain bearing pad 22 and the counter surface 28 of the outer ring element 14 are designed as sliding surfaces which slide against one another during operation of the plain bearing 9.
  • the counter surface 28 of the outer ring element 14 is designed as a hard, wear-resistant surface, which can be formed, for example, by hardened steel.
  • the bearing surface 27 of the plain bearing pad 22 can consist of an im Compared to the counter surface 28, soft plain bearing material can be formed. Of course, it is also conceivable that the bearing surface 27 has a sliding coating.
  • a removal opening 30 is formed, which can be used to remove individual plain bearing pads 22.
  • the removal opening 30 can at least partially interrupt the counter surface 28 formed in the outer ring element 14.
  • the removal opening 30 extends from a first end face 31 of the outer ring element 14.
  • the removal opening 30 does not extend to a second end face 32 of the outer ring element 14. Rather, the removal opening 30 can only extend up to an axial apex 33.
  • the fastening means 23 can be loosened and, after removing the fastening means 23, the free plain bearing pad 22 can be pulled out of the inner ring element 13 in the axial direction.
  • a new plain bearing pad 22 can then be inserted into the position of the old plain bearing pad 22 as described above.
  • the newly inserted plain bearing pad 22 can then be fixed and then the inner ring element 13 can be rotated so that the next plain bearing pad can be replaced according to the steps described above. This process can be repeated until all plain bearing pads 22 have been replaced.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the plain bearing pad 22, with the same reference numbers or component names being used for the same parts as in the previous FIGS. 1 to 3. In order to avoid unnecessary repetitions, reference is made to the detailed description in the previous Figures 1 to 3.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of the plain bearing 9, with the same reference numbers or component names as in the previous ones for the same parts Figures 1 to 4 can be used. In order to avoid unnecessary repetitions, reference is made to the detailed description in the previous Figures 1 to 4.
  • a segment of the bearing surface 27 is shown on a structurally illustrated torus, with the first radius 34 and the second radius 35 being shown.
  • the bearing surface 27 has a first radius 34 and a second radius 35.
  • the second radius 35 extends from the axis of rotation 16 to the axial apex 33.
  • the second radius 35 runs in the circumferential direction of the bearing surface 27.
  • the first radius 34 runs in the axial direction. As can be seen from the figures, it can be provided that the first radius 34 has a first center point 36.
  • the first center point 36 is a first center point 36.
  • the second radius 35 can have a second center point 37.
  • the second center point 37 can have a second center point 37.
  • the bearing surface 27 can lie on the axis of rotation 16.
  • the bearing surface 27 forms a segment of an envelope surface of a torus with a circular cross-sectional area.
  • the plain bearing pad 22 extends in the axial direction starting from the axial vertex 33 in a first axial extent 39 and extends starting from the axial vertex 33 in a second axial extent 40.
  • the first axial extension 39 and the second axial extension 40 result in a total plain bearing pad width 41.
  • first axial extension 39 is larger than the second axial extension 40.
  • This measure means that Plain bearing pad 22 on the first end face 31 of the outer ring element 14 is pulled further inwards than on the second end face 32 of the outer ring element 14.
  • the plain bearing 9 can therefore absorb a higher axial force in a first axial direction than in a second axial direction.
  • FIG. 7 shows a detailed representation of the sliding bearing 9, as shown in FIG. 2, with the same reference numbers or component names being used for the same parts as in the previous FIGS. 1 to 6. In order to avoid unnecessary repetitions, reference is made to the detailed description in the previous Figures 1 to 6.
  • first radius 34 and the first axial extension 39 results in a first axial overlap 42.
  • the first axial overlap 42 determines the projected axial bearing surface, whereby the axial load capacity of the plain bearing 9 can be determined.
  • a second axial coverage 43 is determined by the first radius 34 and the second axial extent 40.
  • the second axial overlap 43 determines a projected axial bearing surface and thus determines the possible load capacity of the plain bearing 9 in a second axial direction.
  • a possible load capacity of the plain bearing 9 in the radial direction is determined by the plain bearing pad width 41.
  • a comparable spherical cap surface 44 is shown schematically in FIG.
  • the spherical cap surface 44 would have a spherical cap radius 45, which would be the same size as the second radius 35.
  • a third axial coverage 46 of the spherical cap surface 44 would therefore be significantly smaller than the first axial coverage 42.
  • Such a A plain bearing with a spherical cap surface 44 could therefore only absorb a lower axial load with the same plain bearing pad width 41.
  • the second radius 35 has a basic shape similar to an “American football”.
  • the inner ring element 13 is designed as a structurally independent element which is accommodated on the rotor shaft 17.
  • the plain bearing pads 22 are attached to the outer ring element 14.
  • the counter surface 28 can thus be formed on the inner ring element 13.
  • the inner ring element 13 is designed as part of the rotor shaft 17.
  • the inner ring element 13, on which the counter surface 28 is formed is designed in the form of an independently formed component which is attached to the rotor shaft 17 is recorded.
  • All information on value ranges in this description should be understood to include any and all sub-ranges, e.g. the information 1 to 10 should be understood to include all sub-ranges, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 , i.e. all subranges start with a lower limit of 1 or greater and end with an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.
  • Nacelle housing 32 second end face outer RingeleRotor ment
  • Rotor shaft 44 spherical cap surface

Abstract

Gleitlagerung (9) umfassend: • - ein inneres Ringelement (13); • - ein äußeres Ringelement (14); • - zumindest ein Gleitlagerelement (15), welches zwischen dem inneren Ringelement (13) und dem äußeren Ringelement (14) angeordnet ist, wobei mittels des Gleitlagerelementes (15) das äußere Ringelement (14) und das innere Ringelement (13) relativ zueinander um eine Rotationsachse (16) verdrehbar gelagert sind, wobei das Gleitlagerelement (15) mehrere Gleitlagerpads (22) umfasst, wobei die einzelnen Gleitlagerpads (22) jeweils eine gewölbte Lagerfläche (27) aufweisen. Die gewölbte Lagerfläche (27) weist in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse (16) einen ersten Radius (34) auf und in einem Querschnitt normal zur Rotationsachse (16) einen zweiten Radius (35). Insbesondere ist der zweite Radius (35) größer ist als der erste Radius (34).

Description

GLEITLAGERUNG, SOWIE EINE MIT DER GLEITLAGERUNG AUSGESTATTETE GONDEL FÜR EINE WINDKRAFTANLAGE, SOWIE EINE WINDKRAFTANLAGE
Die Erfindung betrifft eine Gleitlagerung, sowie eine mit der Gleitlagerung ausgestattete Gondel für eine Windkraftanlage, sowie eine Windkraftanlage.
Die DE 650737 C offenbart, eine Gleitlagerung mit einem inneren Ringelement und einem äußeren Ringelement, wobei am inneren Ringelelement mehrere Gleitlagerpads angeordnet sind. Die Gleitlagerpads weisen eine Gleitfläche in Form einer Kugelkalotte auf, welche mit einer damit korrespondierenden Gleitfläche am äußeren Ringelement zusammenwirkt. Derartige sphärische Lager werden eingesetzt, um eine radiale Kraft und auch eine axiale Kraft zwischen einem inneren Ringelement und einem äußeren Ringelement aufnehmen zu können.
Sphärische Lager entsprechend der DE 650737 C müssen für eine vorgegebene axiale Tragfähigkeit eine gewisse Breite aufweisen, sodass eine gewisse projizierte Axialfläche erreicht wird. Da die radiale Tragfähigkeit bei sphärischen Lagern auch von der Breite abhängig ist, wird hierbei oft eine unnötig hohe radiale Tragfähigkeit erreicht. Dies führt dazu, dass sphärische Lager im Hinblick auf deren radiale Tragfähigkeit oft überdimensioniert sind und somit ein hohes Gewicht aufweisen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine verbesserte Gleitlagerung zur Verfügung zu stellen. Insbesondere war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Gleitlagerung zur Verfügung zu stellen, welche bei einem vorgegebenen Durchmesser eine möglichst geringe Gleitlagerpadbreite aufweist, wobei gleichzeitig die radiale Tragfähigkeit und die axiale Tragfähigkeit an das vorgegebene Lastprofil angepasst sein soll.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Gleitlagerung vorgesehen. Die Gleitlagerung umfasst:
- ein inneres Ringelement;
- ein äußeres Ringelement;
- zumindest ein Gleitlagerelement, welches zwischen dem inneren Ringelement und dem äußeren Ringelement angeordnet ist, wobei mittels des Gleitlagerelementes das äußere Ringelement und das innere Ringelement relativ zueinander um eine Rotationsachse verdrehbar gelagert sind, wobei das Gleitlagerelement mehrere Gleitlagerpads umfasst, wobei die einzelnen Gleitlagerpads jeweils eine gewölbte Lagerfläche aufweisen.
Die gewölbte Lagerfläche ist in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse einen ersten Radius aufweist und in einem Querschnitt normal zur Rotationsachse einen zweiten Radius aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zweite Radius größer ist als der erste Radius.
Die erfindungsgemäße Gleitlagerung weist den überraschenden Vorteil auf, dass durch die unterschiedlichen Radien die axiale Tragfähigkeit und die radiale Tragfähigkeit der Gleitlagerung bei einem vorgegebenen Durchmesser des inneren Ringelementes aufeinander abgestimmt werden können. Somit kann das Gewicht der einzelnen Gleitlagerpads verringert werden. Weiters kann durch die Optimierung der axialen Tragfähigkeit und der radialen Tragfähigkeit der Gleitlagerung die Effizienz der Gleitlagerung verbessert werden.
Mit der Lagerfläche korrespondierend kann eine Gegenfläche ausgebildet sein. Die Lagerfläche und die Gegenfläche können zusammen eine Gleitlagerpaarung bilden.
Ein Längsschnitt entlang der Rotationsachse weist eine Schnittführung auf, die sich in Axialrichtung der Gleitlagerung erstreckt. Die Rotationsachse liegt hierbei in der Schnittebene der Schnittführung. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Schnittebene des Längsschnittes genau mittig und somit in der Rotationsachse der Gleitlagerung angeordnet.
Die axiale Position des Querschnittes normal zur Rotationsachse wird an der Position des axialen Scheitelpunktes der Lagerfläche gewählt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich der erste Radius in Axialrichtung erstreckt und dass sich der zweite Radius in Umfangsrichtung erstreckt. Weiters kann vorgesehen sein, dass der erste Radius über die komplette Axialerstreckung der Lagerfläche einen konstanten Wert aufweist. Der erste Radius kann einen Mittelpunkt aufweisen, der radial von der Rotationsachse beabstandet ist.
Weiters kann es zweckmäßig sein, wenn die Lagerfläche der Gleitlagerpads jeweils als Torus- segment eines Torus mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist. Besonders eine Lagerfläche in Form eines Torussegmentes kann mit einer ausreichend hohen Genauigkeit hergestellt werden. Darüber hinaus kann diese Lagerflächenform eine gute Funktionalität aufweisen. Ein Torussegment kann dadurch gebildet sein, dass ein kreisrunder Querschnitt mit dem ersten Radius in einem Abstand zur Rotationsachse angeordnet ist und um die Rotationsachse rotiert wird. Der Abstand zur Rotationsachse kann hierbei so gewählt werden, dass ein axialer Scheitelpunkt, sprich der radial äußerste Punkt in einem Abstand des zweiten Radius von der Rotationsachse entfernt angeordnet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der erste Radius zwischen 5% und 99%, insbesondere zwischen 10% und 50%, bevorzugt zwischen 15% und 30% des zweiten Radius beträgt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme eine besonders gute Aufteilung zwischen radialer Tragfähigkeit und axialer Tragfähigkeit erreicht werden kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der zweite Radius an einem axialen Scheitelpunkt gemessen wird.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass die Gleitlagerpads ausgehend vom axialen Scheitelpunkt eine erste Axialerstreckung in eine erste Axialrichtung und eine zweite Axialerstreckung in eine zweite Axialrichtung aufweisen, wobei die erste Axialerstreckung größer ist als die zweite Axialerstreckung. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme das Gleitlagerpad bei möglichst kleiner Bauweise eine gute Fähigkeit aufweist, in einer Hauptbelastungsrichtung gerichtete Axialkräfte aufnehmen zu können. In der axialen Nebenbelastungsrichtung können den Anforderungen entsprechend geringere Axialkräfte aufgenommen werden. Durch die unterschiedlichen Werte der ersten Axialerstreckung und der zweiten Axialerstreckung kann die Gleitlagerung gezielt an die Anforderungen angepasst werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die zweite Axialerstreckung zwischen 5% und 99%, insbesondere zwischen 20% und 95%, bevorzugt zwischen 50% und 80% der ersten Axialerstreckung beträgt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme das Gleitlagerpad bei möglichst kleiner Bauweise eine gute Fähigkeit aufweist, in einer Hauptbelastungsrichtung gerichtete Axialkräfte aufnehmen zu können. In der axialen Nebenbelastungsrichtung können den Anforderungen entsprechend geringere Axialkräfte aufgenommen werden, wobei insgesamt die bauliche Erstreckung der Gleitlagerung möglichst geringgehalten werden. In einer alternativen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerpads ausgehend vom axialen Scheitelpunkt eine erste Axialerstreckung in eine erste Axialrichtung und eine zweite Axialerstreckung in eine zweite Axialrichtung aufweisen, wobei die erste Axialerstreckung gleich groß ist wie die zweite Axialerstreckung. Ein derart ausgebildetes Gleitlagerpad kann einen möglichst einfachen Aufbau aufweisen. Darüber hinaus kann ein derart ausgebildetes Gleitlagerpad in beide Axialrichtungen gleich belastet werden.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerpads eine Gleitlagerpadbreite aufweisen, wobei die Gleitlagerpadbreite zwischen 20% und 170%, insbesondere zwischen 60% und 140%, bevorzugt zwischen 90% und 120% des ersten Radius beträgt. Besonders Gleitlagerpads mit einem derartigen Verhältnis von Gleitlagerpadbreite zu erstem Radius weisen einen überraschend geringen Verschleiß auf.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der zweite Radius einen vom ersten Radius unterschiedlichen Wert aufweist, wobei der erste Radius über die komplette Axialerstreckung der Lagerfläche einen konstanten Wert aufweist. Mit anderen Worten ausgedrückt kann der erste Radius über die komplette Axialerstreckung der Lagerfläche einen konstanten Radius aufweisen, wobei die sich ergebende Fläche keine Kugelkalotte ist. Die sich ergebende Lagerfläche weicht von der Form einer Kugelkalotte ab, wenn der zweite Radius größer ist als der erste Radius oder der zweite Radius kleiner ist als der erste Radius. Der Einfachheit halber würde der Fachmann den ersten Radius und den zweiten Radius gleich groß wählen, um die Lagerfläche möglichst einfach fertigen zu können. Hierbei würde die Lagerfläche die Form einer Kugelkalotte aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann erreicht werden, dass die Lagerfläche aufgrund des konstanten Wertes über die komplette Axialerstreckung einfach hergestellt werden kann und gleichzeitig durch den unterschiedlichen Wert des zweiten Radius vom ersten Radius das Verhältnis von radialer Tragfähigkeit zu axialer Tragfähigkeit eingestellt werden kann. Dadurch kann das Gleitlagerelement insgesamt eine möglichst geringe Breite aufweisen, welche so gewählt ist, dass die radiale Tragfähigkeit bei einem vorgegebenen zweiten Radius erreicht werden kann. Durch Anpassung des ersten Radius kann die axiale Tragfähigkeit eingestellt werden.
Somit kann in einem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass der zweite Radius größer ist als der erste Radius. Hierbei kann eine hohe Axialtragfähigkeit bei gegebener Radialtragfähigkeit erreicht werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der zweite Radius kleiner ist als der erste Radius. Eine derartige Ausführung kann vorteilhaft sein, wenn an die Axialtragfähigkeit bei gegebener Radialtragfähigkeit nur geringe Anforderungen gestellt werden.
Erfindungsgemäß ist eine Gondel für eine Windkraftanlage vorgesehen, die Gondel umfasst:
- ein Gondelgehäuse;
- eine Rotornabe;
- eine Rotorlagerung zur Lagerung der Rotornabe am Gondelgehäuse. Die Rotorlagerung umfasst eine Gleitlagerung nach einer der obigen Ausprägungen.
Besonders bei erfindungsgemäßen Gondeln führt die erfindungsgemäße Gleitlagerung zu einer einfachen Wartbarkeit der Gleitlagerung.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerpads der Gleitlagerung ausgehend vom axialen Scheitelpunkt eine erste Axialerstreckung in eine erste Axialrichtung und eine zweite Axialerstreckung in eine zweite Axialrichtung aufweisen, wobei die erste Axialerstreckung größer ist als die zweite Axialerstreckung, wobei die Gleitlagerpads derart im Gondelgehäuse aufgenommen sind, dass die erste Axialerstreckung an einer von der Rotornabe abgewandten Seite des axialen Scheitelpunktes ausgebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme die erhöhte Axialkraft auf die Gleitlagerpads besonders gut aufgenommen werden kann. Die erhöhte Axialkraft auf die Gleitlagerpads entsteht aufgrund der Windkraft auf die Rotornabe.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, ein erstes Rotorwellenlager und ein zweites Rotorwellenlager ausgebildet sind, wobei das erste Rotorwellenlager näher zur Ro- tomabe angeordnet ist als das zweite Rotorwellenlager, wobei das zweite Rotorwellenlager als Gleitlagerung entsprechend den obigen Ausführungen ausgebildet ist. Ein derartiger Aufbau weist eine überraschend einfache Ausgestaltung auf, wobei die in der Rotorwelle auftretenden Kräfte durch die beschriebene Ausführung gut aufgenommen werden können.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerpads an einer Rotorwelle befestigt sind.
Weiters kann es zweckmäßig sein, wenn die einzelnen Gleitlagerpads jeweils ein der Lagerfläche gegenüberliegendes Befestigungsprofil aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das innere Ringelement an dessen radialer Außenseite zumindest eine Aufnahme aufweist, welches zur formschlüssigen Verbindung der Gleitlagerpads mit dem inneren Ringelement dient. Durch diese Maßnahme kann eine einfache Austauschbarkeit des Gleitlagerpads erreicht werden und gleichzeitig im betriebsbereiten Zustand der Gleitlagerung ein fester Sitz der Gleitlagerpads erreicht werden.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass am inneren Ringelement im Bereich der Aufnahme ein Axialanschlag für das Gleitlagerpad ausgebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Gleitlagerpad in Axialrichtung exakt positioniert werden kann.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass ein Befestigungselement vorgesehen ist, mittels welchem das Gleitlagerpad in Axialrichtung an den Axialanschlag angedrückt ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Gleitlagerpad in Axialrichtung fixiert bzw. richtig positioniert werden kann, um die Funktionalität des Gleitlagers erreichen zu können.
Weiters kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Verdrehsicherungselement ausgebildet ist, welches zwischen dem Axialanschlagring und zumindest einem der Gleitlagerpads wirkt. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass zumindest eines der Gleitlagerpads gegen Verdrehung relativ zu einer Welle gesichert ist.
Weiters kann vorgesehen sein, dass der Axialanschlag an einem Anschlagring ausgebildet ist, welcher auf einer Welle aufgenommen ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Axialanschlagring an der Welle aufgeschrumpft ist.
In einer alternativen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Axialanschlag direkt an der Welle ausgebildet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass am Gleitlagerpad eine Positioniemase ausgebildet ist, welche mit dem Axialanschlag korrespondiert.
In einer alternativen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerpads am Gondelgehäuse befestigt sind. Dies kann direkt oder unter Zwischenschaltung einer Lagerhalterung erfolgen.
Bei einer derartigen Ausführung kann die Lagerfläche an einer Innenseite der Gleitlagerpads ausgebildet sein. Eine Gegenfläche für die Lagerfläche kann am inneren Ringelement ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Gegenfläche direkt an der Welle ausgebildet ist, wobei die Welle das innere Ringelement bildet. In einer alternativen Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Gegenfläche an einem baulich eigenständig ausgebildeten inneren Ringelement angeordnet ist, wobei das innere Ringelement mit der Welle gekoppelt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das innere Ringelement auf die Welle aufgeschrumpft ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das äußere Ringelement an dessen radialer Innenseite zumindest eine Aufnahme aufweist, welches zur formschlüssigen Verbindung der Gleitlagerpads mit dem äußeren Ringelement dient. Durch diese Maßnahme kann eine einfache Austauschbarkeit des Gleitlagerpads erreicht werden und gleichzeitig im betriebsbereiten Zustand der Gleitlagerung ein fester Sitz der Gleitlagerpads erreicht werden.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass am äußeren Ringelement im Bereich der Aufnahme ein Axialanschlag für das Gleitlagerpad ausgebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Gleitlagerpad in Axialrichtung exakt positioniert werden kann.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass ein Befestigungselement vorgesehen ist, mittels welchem das Gleitlagerpad in Axialrichtung an den Axialanschlag am äußeren Ringelement angedrückt ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Gleitlagerpad in Axialrichtung fixiert bzw. richtig positioniert werden kann, um die Funktionalität des Gleitlagers erreichen zu können.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Windkraftanlage mit einer Gondel, die Gondel umfassend:
- ein Gondelgehäuse;
- eine Rotornabe mit daran angeordneten Rotorblättern;
- eine Rotorlagerung zur Lagerung der Rotornabe am Gondelgehäuse. Die Rotorlagerung umfasst eine Gleitlagerung nach einer der obigen Ausprägungen.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass die Rotorlagerung einen eine Lagerhalterung umfasst, in welchem das äußere Ringelement aufgenommen ist. In einer alternativen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Lagerhalterung direkt als äußeres Ringelement ausgebildet ist.
Die Lagerhalterung kann am Gondelgehäuse befestigt sein.
In einer alternativen Ausführungsvariante ist es auch denkbar, dass die Lagerhalterung direkt im Gondelgehäuse ausgebildet ist. Somit kann auch vorgesehen sein, dass das äußere Ringelement direkt im Gondelgehäuse ausgebildet ist.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass im äußeren Ringelement eine Entnahmeöffnung ausgebildet ist, welche ausgehend von einer ersten Stirnseite des äußeren Ringelementes die Gegenfläche des äußeren Ringelements unterbricht. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme die einzelnen Gleitlagerpads einfach zu wechseln sind, ohne dass dazu die komplette Gleitlagerung in ihre Einzelteile zerlegt werden muss. Insbesondere ist es denkbar, dass durch diese Maßnahme erreicht wird, dass die einzelnen Gleitlagerpads im verbauten Zustand der Gleitlagerung gewechselt werden können, ohne diese komplett zerlegen zu müssen. Weiters kann vorgesehen sein, dass sich die Entnahmeöffnung von einer ersten Stirnseite des äußeren Ringelementes zumindest bis zum Scheitelpunkt des Gleitlagerelementes erstreckt.
Weiters ist es denkbar, dass im Betriebszustand des Gleitlagers in der Entnahmeöffnung ein poröses Material, wie etwa ein Schwamm angeordnet ist, welches zur temporären Aufnahme von Schmieröl dient. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass die Gleitfläche der einzelnen Gleitlagerpads gleichmäßig mit einem Schmierölfilm bedeckt ist.
Die einzelnen Gleitlagerpads lassen sich einfach durch die Entnahmeöffnung aus ihrer Betriebsposition entfernen.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Entnahmeöffnung sich zur ersten Stirnseite hin radial aufweitend ausgebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das äußere Ringelement eine möglichst hohe Stabilität aufweisen kann und gleichzeitig das Gleitlagerpad möglichst einfach durch die Entnahmeöffnung entfernt werden kann.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Gleitlagerpadaufnahmering ausgebildet ist, welcher zur Befestigung der Gleitlagerpads dient, wobei der Gleitlagerpadaufnahmering am inneren Ringelement aufgenommen ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme die Gleitlagerpads fest mit dem Inneren Ringelement gekoppelt werden können.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Gleitlagerpadaufnahmering auf das innere Ringelement aufgeschrumpft ist. Besonders für Rotorwellen stellt dies eine äußerst haltbare und praktikable Verbindung dar. Beim Aufschrumpfen wird der Gleitlagerpadaufnahmering erhitzt und/oder das innere Ringelement abgekühlt, um ein axiales Aufpressen zu erleichtern. Nach dem Temperaturausgleich und somit Ausgleich der Wärmedehnungen kann ein fester Sitz des Gleitlagerpadaufnahmeringes auf dem inneren Ringelement erreicht werden.
In einer alternativen Ausführungsvariante oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Gleitlagerpadaufnahmering mittels einer Stoff schlüssigen Verbindung, wie etwa einer Schweißverbindung mit dem inneren Ringelement gekoppelt ist.
In wieder einer anderen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Gleitlagerpadaufnahmering mittels einer formschlüssigen Verbindung, wie etwa einer Schraubverbindung mit dem inneren Ringelement gekoppelt ist.
Weiters kann vorgesehen sein, dass im Gleitlagerpadaufnahmering mehrere Gewindebohrungen ausgebildet sind, welche in Axialrichtung des Gleitlagerpadaufnahmeringes angeordnet sind und zur Aufnahme von Befestigungsschrauben dienen, wobei in den Gleitlagerpads Durchgangslöcher ausgebildet sind, durch welche die Befestigungsschrauben gesteckt sind, um die Gleitlagerpads mittels der Befestigungsschrauben am Gleitlagerpadaufnahmering zu klemmen. Eine derartige Verbindung zwischen den Gleitlagerpads und dem Gleitlagerpadaufnahmering ist einfach herzustellen.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerpads an deren Innenseite einen Absatz aufweisen, welcher an einer Stirnseite des Gleitlagerpadaufnahmeringes anliegt, wobei die Durchgangslöcher im Bereich des Absatzes angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird eine ausreichend belastbare Verbindung zwischen den Gleitlagerpads und dem Innenring erreicht.
In einer ersten Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerung als hydrodynamische Lagerung ausgebildet ist. In einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerung als hydrostatische Lagerung ausgebildet ist.
In wieder einer anderen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerung als selbstschmierendes Lager ausgebildet ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Windkraftanlage;
Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Gleitlagerung;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Gleitlagerung;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Gleitlagerpads;
Fig. 5 eine Querschnittdarstellung gemäß der Schnittlinie V-V aus Fig. 2;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Torus mit eingezeichneter Gleitfläche;
Fig. 7 eine Detailansicht der Längsschnittdarstellung aus Fig.2;
Fig. 8 eine Längsschnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Gleitlagerung;
Fig. 9 eine Längsschnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Gleitlagerung.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Windkraftanlage 1 zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Windenergie. Die Windkraftanlage
1 umfasst eine Gondel 2, welche an einem Turm 3 drehbar aufgenommen ist. Die Gondel 2 umfasst ein Gondelgehäuse 4, welches die Hauptstruktur der Gondel 2 bildet. Im Gondelgehäuse 4 der Gondel 2 sind die elektrotechnischen Komponenten wie etwa ein Generator der Windkraftanlage 1 angeordnet.
Weiters ist ein Rotor 5 ausgebildet, welcher eine Rotornabe 6 mit daran angeordneten Rotorblättern 7 aufweist. Die Rotomabe 6 wird als Teil der Gondel 2 gesehen. Die Rotornabe 6 ist mittels einer Rotorlagerung 8 drehbeweglich am Gondelgehäuse 4 aufgenommen. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine erfindungsgemäße und noch näher beschriebene Gleitlagerung 9 als Rotorlagerung 8 eingesetzt wird.
Die Rotorlagerung 8, welche zur Lagerung der Rotornabe 6 am Gondelgehäuse 4 der Gondel
2 dient, ist zur Aufnahme einer Radialkraft 10 und einer Axialkraft 11 ausgebildet. Die Axialkraft 11 ist bedingt durch die Kraft des Windes. Die Radialkraft 10 ist bedingt durch die Gewichtskraft des Rotors 5 und greift am Schwerpunkt des Rotors 5 an. Da der Schwerpunkt des Rotors 5 außerhalb der Rotorlagerung 8 liegt, wird in der Rotorlagerung 8 durch die Radialkraft 10 ein Kippmoment 12 hervorgerufen. Das Kippmoment 12 kann ebenfalls durch eine ungleichmäßige Belastung der Rotorblätter 7 hervorgerufen werden. Dieses Kippmoment 12 kann mittels einer zweiten Gleitlagerung aufgenommen werden, welche in einem Abstand zur erfindungsgemäßen Gleitlagerung 9 angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Rotorlagerung 8 kann beispielsweise einen Durchmesser zwischen 0,5 m und 5 m aufweisen. Natürlich ist es auch denkbar, dass die Rotorlagerung 8 kleiner oder größer ist.
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Gondel 2 mit der Gleitlagerung 9. Die Gleitlagerung 9 ist in Fig. 2 in einem Längsschnitt dargestellt.
Natürlich kann die in Fig. 2 dargestellte Gleitlagerung 9 auch in sämtlichen anderen Industrieanwendungen außerhalb von Windkraftanlagen eingesetzt werden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerung 9 ein inneres Ringelement 13 und ein äußeres Ringelement 14 aufweist. Zwischen dem inneren Ringelement 13 und dem äußeren Ringelement 14 ist ein Gleitlagerelement 15 angeordnet, welches zur rotatorischen Gleitlagerung des inneren Ringelementes 13 relativ zum äußeren Ringelement 14 dient. Das innere Ringelement 13 und das äußere Ringelement 14 sind hierbei um eine Rotationsachse 16 relativ zueinander verdrehbar.
Im Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 2 dargestellt ist, ist das inneren Ringelement 13 direkt durch eine Rotorwelle 17 gebildet.
Die Rotorwelle 17 ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Rotorwelle 17 eine Rotorseite 18 aufweist. Die Rotorseite 18 dient zur Aufnahme der Rotornabe 6 bzw. kann die Rotomabe 6 direkt an der Rotorseite 18 ausgebildet sein.
Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das ein erstes Rotorwellenlager 19 und ein zweites Rotorwellenlager 20 ausgebildet sind. Das erste Rotorwellenlager 19 näher an der Rotornabe 6 bzw. an der Rotorseite 18 angeordnet sein, als das zweite Rotorwellenlager 20. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass das zweite Rotorwellenlager 20 als Gleitlagerung 9 entsprechend den noch folgenden Ausführungen ausgebildet ist. Das erste Rotorwellenlager 19 kann als Loslager ausgebildet sein. Das zweite Rotorwellenlager 20 kann als Festlager ausgebildet sein.
Weiters kann vorgesehen sein, dass das äußere Ringelement 14 mittels einer Lagerhalterung 21 mit dem Gondelgehäuse 4 gekoppelt ist. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist somit vorgesehen, dass das äußere Ringelement 14 starr mit dem Gondelgehäuse 4 gekoppelt ist und das innere Ringelement 13 mittels des Gleitlagerelementes 15 relativ zum äußeren Ringelement 14 bezüglich einer Rotationsachse 16 verdrehbar ist. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Rotorwelle 17, welche mit der Rotomabe 6 und somit mit dem Rotor 5 gekoppelt sein kann, direkt das innere Ringelement 13 ausbildet, kann somit die Rotorwelle 17 mittels der Gleitlagerung 9 im Gondelgehäuse 4 drehbar aufgenommen sein.
In Fig. 3 ist die Gleitlagerung 9 der Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber ist in der Fig. 3 das äußere Ringelement 14 in einer Explosionsansicht axial verschoben wurden, um die Details der Gleitlagerung 9 darstellen zu können. Auch die Lagerhalterung 21 wurde ausgeblendet. In weiterer Folge wird die Gleitlagerung 9 anhand einer Zusammenschau der Figuren 2 und 3 beschrieben.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, umfasst das Gleitlagerelement 15 mehrere einzelne Gleitlagerpads 22, welche über den Umfang verteilt zwischen dem inneren Ringelement 13 und dem äußeren Ringelement 14 angeordnet sind.
Die einzelnen Gleitlagerpads 22 können jeweils mittels eines Befestigungsmittels 23 mit dem inneren Ringelement 13 gekoppelt sein.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Gleitlagerpads 22 an deren Innenseite 24 einen Absatz 25 aufweisen. Der Absatz 25 kann eine Anlagefläche ausbilden, sodass das Gleitlagerpad 22 im Bereich des Absatzes 25 an einem Axialanschlag 26 des inneren Ringelementes 13 anliegen kann. Dadurch kann das Gleitlagerpad 22 in Axialrichtung relativ zum inneren Ringelement 13 positioniert werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Befestigungsmittel 23 in Form einer Befestigungsschraube ausgebildet ist, mittels welcher die einzelnen Gleitlagerpads 22 in Axialrichtung an den Axialanschlag 26 angedrückt werden können und somit fixiert werden können.
Die einzelnen Gleitlagerpads 22 können somit durch den beschriebenen Aufbau im Betriebszustand der Gleitlagerung 9 fest mit dem inneren Ringelement 13 verbunden sein und sich somit mit diesem relativ zum äußeren Ringelement 14 drehen. Um die Drehbewegung zwischen dem inneren Ringelement 13 und dem äußeren Ringelement 14 zu ermöglichen, ist an den einzelnen Gleitlagerpads 22 jeweils eine Lagerfläche 27 ausgebildet, welche im einsatzbereiten Zustand der Gleitlagerung 9 zumindest bereichsweise an einer Gegenfläche 28 des äußeren Ringelementes 14 anliegt.
Die Gegenfläche 28 ist an einer Innenseite 29 des äußeren Ringelements 14 angeordnet. Die Lagerfläche 27 des Gleitlagerpads 22 und die Gegenfläche 28 des äußeren Ringelements 14 sind als Gleitflächen ausgebildet, welche im Betrieb der Gleitlagerung 9 aneinander gleiten. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Gegenfläche 28 des äußeren Ringelementes 14 als harte, verschleißfeste Oberfläche ausgebildet ist, welche beispielsweise durch einen gehärteten Stahl gebildet sein kann. Die Lagerfläche 27 des Gleitlagerpads 22 kann aus einem im Vergleich zur Gegenfläche 28 weichen Gleitlagerwerkstoff gebildet sein. Natürlich ist es auch denkbar, dass die Lagerfläche 27 eine Gleitbeschichtung aufweist.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass eine Entnahmeöffnung 30 ausgebildet ist, welche zur Entnahme einzelner Gleitlagerpads 22 dienen kann. Die Entnahmeöffnung 30 kann die im äußeren Ringelement 14 ausgebildete Gegenfläche 28 zumindest abschnittsweise unterbrechen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Entnahmeöffnung 30 ausgehend von einer ersten Stirnseite 31 des äußeren Ringelementes 14 erstreckt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Entnahmeöffnung 30 nicht bis zu einer zweiten Stirnseite 32 des äußeren Ringelementes 14 erstreckt. Viel mehr kann sich die Entnahmeöffnung 30 nur bis zu einem axialen Scheitelpunkt 33 erstrecken.
Zum Austausch der einzelnen Gleitlagerpads 22 ist es nicht notwendig, dass die Last der Welle von einer externen Lagerung aufgenommen wird, sondern kann vorgesehen sein, dass immer nur ein einzelnes Gleitlagerpad 22 gegen ein neues Gleitlagerpad 22 ersetzt wird, wobei dieser Vorgang wiederholt wird, bis alle Gleitlagerpads 22 ausgetauscht sind. Hierbei kann das Befestigungsmittel 23 gelöst werden und nach dem Entfernen der Befestigungsmittel 23 das freie Gleitlagerpad 22 in Axialrichtung aus dem inneren Ringelement 13 herausgezogen werden.
Anschließend kann ein neues Gleitlagerpad 22 entsprechend der obigen Beschreibung in die Position des alten Gleitlagerpads 22 eingesetzt werden. Anschließend kann das neu eingesetzte Gleitlagerpad 22 fixiert werden und anschließend das innere Ringelement 13 verdreht werden, sodass das nächste Gleitlagerpad entsprechend den obig beschriebenen Schritten ausgetauscht werden kann. Dieser Vorgang kann wiederholt werden, bis alle Gleitlagerpads 22 ausgetauscht sind.
In der Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Gleitlagerpads 22 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 3 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
In der Fig. 5 ist eine Querschnittdarstellung der Gleitlagerung 9 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 4 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 4 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
In der Fig. 6 ist ein Segment der Lagerfläche 27 auf einem konstruktiv dargestellten Torus eingezeichnet, wobei der erste Radius 34 und der zweite Radius 35 eingezeichnet sind.
Für die Querschnittdarstellung der Fig. 5 wurde eine Schnittführung gemäß V-V in Fig. 2 gewählt, wobei die Schnittführung genau durch den axialen Scheitelpunkt 33 verläuft.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gleitlagerpads 22 wird anhand einer Zusammenschau der Figuren 2 bis 5 beschrieben.
Wie aus den Fig. 2 bis 6 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Lagerfläche 27 einen ersten Radius 34 und einen zweiten Radius 35 aufweist. Der zweite Radius 35 erstreckt sich von der Rotationsachse 16 zum axialen Scheitelpunkt 33. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zweite Radius 35 in Umfangsrichtung der Lagerfläche 27 verläuft.
Der erste Radius 34 verläuft in Axialrichtung. Wie aus den Figuren ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass der erste Radius 34 einen ersten Mittelpunkt 36 aufweist. Der erste Mittelpunkt
36 kann in der Ebene des axialen Scheitelpunktes 33 liegen und in einem Mittelpunkts ab stand 38 von der Rotationsachse 16 beabstandet sein.
Der zweite Radius 35 kann einen zweiten Mittelpunkt 37 aufweisen. Der zweite Mittelpunkt
37 kann auf der Rotationsachse 16 liegen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass durch die Ausbildung des ersten Radius 34 und des zweiten Radius 35 die Lagerfläche 27 ein Segment einer Hüllfläche eines Torus mit einer kreisrunden Querschnittsfläche bildet.
Wie aus den Figuren 2 bis 6 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass sich das Gleitlagerpad 22 in Axialrichtung ausgehend vom axialen Scheitelpunkt 33 in einer ersten Axialerstreckung 39 erstreckt und ausgehend vom axialen Scheitelpunkt 33 in einer zweiten Axialerstreckung 40 erstreckt. Die erste Axialerstreckung 39 und die zweite Axialerstreckung 40 ergeben in Summe eine Gleitlagerpadbreite 41.
Wie besonders gut aus Fig. 2 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die erste Axialerstreckung 39 größer ist als die zweite Axialerstreckung 40. Durch diese Maßnahme ist das Gleitlagerpad 22 an der ersten Stirnseite 31 des äußeren Ringelementes 14 weiter nach innen gezogen als an der zweiten Stirnseite 32 des äußeren Ringelementes 14. Somit kann die Gleitlagerung 9 in eine erste Axialrichtung eine höhere Axialkraft aufnehmen als in eine zweite Axialrichtung. Die Gründe hierfür bzw. die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung werden anhand der Fig. 7 erläutert.
In der Fig. 7 ist eine Detaildarstellung der Gleitlagerung 9, wie dieses in Fig. 2 dargestellt ist gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 6 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 6 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, ergibt sich durch die Wahl des ersten Radius 34 und der ersten Axialerstreckung 39 eine erste Axialüberdeckung 42. Die erste Axialüberdeckung 42 bestimmt die projizierte Axiallagerfläche, wodurch die axiale Belastbarkeit der Gleitlagerung 9 festgelegt werden kann.
Analog dazu wird durch den ersten Radius 34 und die zweite Axialerstreckung 40 eine zweite Axialüberdeckung 43 bestimmt. Die zweite Axialüberdeckung 43 bestimmt eine projizierte Axiallagerfläche und legt somit die mögliche Belastbarkeit der Gleitlagerung 9 in einer zweiten Axialrichtung fest.
Eine mögliche Belastbarkeit der Gleitlagerung 9 in Radialrichtung wird durch die Gleitlagerpadbreite 41 festgelegt.
Zur Verdeutlichung der Vorteile gegenüber einem Gleitlagerpad mit Kugelkalottenfläche ist schematisch eine vergleichbare Kugelkalottenfläche 44 in Fig. 7 eingezeichnet. Die Kugelka- lottenfläche 44 würde hierbei einen Kugelkalottenradius 45 aufweisen, welcher gleich groß wäre wie der zweite Radius 35. Wie besonders gut aus Fig. 7 ersichtlich, wäre somit eine dritte Axialüberdeckung 46 der Kugelkalottenfläche 44 wesentlich geringer als die erste Axialüberdeckung 42. Ein derart ausgeführtes Gleitlager mit Kugelkalottenfläche 44 könnte somit bei gleicher Gleitlagerpadbreite 41 eine nur geringere axiale Last aufnehmen.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann entgegen dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2 bis 7 vorgesehen sein, dass der zweite Radius 35 kleiner ist als der erste Radius 34. Die Lagerfläche 27 hat bei einem derartigen Ausführungsbeispiel eine Grundform ähnlich zu einem „American Football“.
In der Fig. 8 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Gleitlagerung 9 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 7 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 7 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das innere Ringelement 13 als baulich eigenständiges Element ausgebildet ist, welches an der Rotorwelle 17 aufgenommen ist.
In der Fig. 9 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Gleitlagerung 9 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 8 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 8 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Gleitlagerpads 22 am äußeren Ringelement 14 befestigt sind. Die Gegenfläche 28 kann somit am inneren Ringelement 13 ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, kann vorgesehen sein, dass das innere Ringelement 13 als Teil der Rotorwelle 17 ausgebildet ist.
In einer nicht dargestellten, alternativen Ausführungsvariante basierend auf der Ausführung nach Fig. 9 kann auch vorgesehen sein, dass das innere Ringelement 13, an welchem die Ge- genfläche 28 ausgebildet ist, in Form eines eigenständig ausgebildeten Bauteils ausgebildet ist, welches an der Rotorwelle 17 aufgenommen ist.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Bezugszeichenaufstellung
Windkraftanlage 30 Entnahmeöffnung Gondel 31 erste Stirnseite äußeres Ringele¬
Turm ment
Gondelgehäuse 32 zweite Stirnseite äußeres RingeleRotor ment
Rotomabe 33 axialer Scheitelpunkt
Rotorblatt 34 erster Radius
Rotorlagerung 35 zweiter Radius Gleitlagerung 36 erster Mittelpunkt Radialkraft 37 zweiter Mittelpunkt
Axialkraft 38 Mittelpunkts ab stand
Kippmoment 39 erste Axialerstreckung inneres Ringelement 40 zweite Axialerstreckung äußeres Ringelement 41 Gleitlagerpadbreite Gleitlagerelement 42 erste Axialüberdeckung Rotationsachse 43 zweite Axialüberdeckung
Rotorwelle 44 Kugelkalottenfläche
Rotorseite 45 Kugelkalo ttenradiu s erstes Rotorwellenlager 46 dritte Axialüberdeckung zweites Rotorwellenlager Lagerhalterung Gleitlagerpad
Befestigungsmittel Innenseite
Absatz
Axialanschlag
Lagerfläche Gegenfläche Innenseite

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Gleitlagerung (9) umfassend:
- ein inneres Ringelement (13);
- ein äußeres Ringelement (14);
- zumindest ein Gleitlagerelement (15), welches zwischen dem inneren Ringelement (13) und dem äußeren Ringelement (14) angeordnet ist, wobei mittels des Gleitlagerelementes (15) das äußere Ringelement (14) und das innere Ringelement (13) relativ zueinander um eine Rotationsachse (16) verdrehbar gelagert sind, wobei das Gleitlagerelement (15) mehrere Gleitlagerpads (22) umfasst, wobei die einzelnen Gleitlagerpads (22) jeweils eine gewölbte Lagerfläche (27) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die gewölbte Lagerfläche (27) in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse (16) einen ersten Radius (34) aufweist und in einem Querschnitt normal zur Rotationsachse (16) einen zweiten Radius (35) aufweist, insbesondere dass der zweite Radius (35) größer ist als der erste Radius (34).
2. Gleitlagerung (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche (27) der Gleitlagerpads (22) jeweils als Torussegment eines Torus mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist.
3. Gleitlagerung (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Radius (34) zwischen 5% und 99%, insbesondere zwischen 10% und 50%, bevorzugt zwischen 15% und 30% des zweiten Radius (35) beträgt.
4. Gleitlagerung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Radius (35) an einem axialen Scheitelpunkt (33) gemessen wird.
5. Gleitlagerung (9) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerpads (22) ausgehend vom axialen Scheitelpunkt (33) eine erste Axialerstreckung (39) in eine erste Axialrichtung und eine zweite Axialerstreckung (40) in eine zweite Axialrichtung aufweisen, wobei die erste Axialerstreckung (39) größer ist als die zweite Axialerstreckung (40).
6. Gleitlagerung (9) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Axialerstreckung (40) zwischen 5% und 99%, insbesondere zwischen 20% und 95%, bevorzugt zwischen 50% und 80% der ersten Axialerstreckung (39) beträgt.
7. Gleitlagerung (9) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerpads (22) ausgehend vom axialen Scheitelpunkt (33) eine erste Axialerstreckung (39) in eine erste Axialrichtung und eine zweite Axialerstreckung (40) in eine zweite Axialrichtung aufweisen, wobei die erste Axialerstreckung (39) gleich groß ist wie die zweite Axialerstreckung (40).
8. Gleitlagerung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerpads (22) eine Gleitlagerpadbreite (41) aufweisen, wobei die Gleitlagerpadbreite (41) zwischen 20% und 170%, insbesondere zwischen 60% und 140%, bevorzugt zwischen 90% und 120% des ersten Radius (34) beträgt.
9. Gleitlagerung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Radius (35) einen vom ersten Radius (34) unterschiedlichen Wert aufweist, wobei der erste Radius (34) über die komplette Axialerstreckung der Lagerfläche einen konstanten Wert aufweist.
10. Gleitlagerung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Radius (35) kleiner ist als der erste Radius (34).
11. Gondel (2) für eine Windkraftanlage (1), die Gondel (2) umfassend:
- ein Gondelgehäuse (4);
- eine Rotornabe (6);
- eine Rotorlagerung (8) zur Lagerung der Rotornabe (6) am Gondelgehäuse (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorlagerung (8) eine Gleitlagerung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, welche Gleitlagerpads (22) aufweist.
12. Gondel (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerpads (22) der Gleitlagerung (9) ausgehend vom axialen Scheitelpunkt (33) eine erste Axialerstreckung (39) in eine erste Axialrichtung und eine zweite Axialerstreckung (40) in eine zweite Axialrichtung aufweisen, wobei die erste Axialerstreckung (39) größer ist als die zweite Axialerstreckung (40), wobei die Gleitlagerpads (22) derart im Gondelgehäuse (4) aufgenommen sind, dass die erste Axialerstreckung (39) an einer von der Rotornabe (6) abgewandten Seite des axialen Scheitelpunktes (33) ausgebildet ist.
13. Gondel (2) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Rotorwellenlager (19) und ein zweites Rotorwellenlager (20) ausgebildet sind, wobei das erste Rotorwellenlager (19) näher zur Rotornabe (6) angeordnet ist als das zweite Rotorwellenlager (20), wobei das zweite Rotorwellenlager (20) als Gleitlagerung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
14. Gondel (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerpads (22) an einer Rotorwelle (17) befestigt sind.
15. Gondel (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerpads (22) am Gondelgehäuse (4) befestigt sind.
16. Windkraftanlage (1) mit einer Gondel (2), die Gondel (2) umfassend:
- ein Gondelgehäuse (4);
- eine Rotornabe (6) mit daran angeordneten Rotorblättem;
- eine Rotorlagerung (8) zur Lagerung der Rotornabe (6) am Gondelgehäuse (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorlagerung (8) eine Gleitlagerung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.
PCT/AT2023/060235 2022-07-12 2023-07-12 Gleitlagerung, sowie eine mit der gleitlagerung ausgestattete gondel für eine windkraftanlage, sowie eine windkraftanlage WO2024011273A1 (de)

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