WO2025176249A1 - Hydrodynamische rotorwellengleitlagerung für eine rotorwelle insbesondere einer windkraftanlage - Google Patents

Abstract

Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle (2) insbesondere einer Windkraftanlage, umfassend wenigstens ein die Rotorwelle (2) radial oder axial lagerndes Gleitlager (3) umfassend mehrere hydrodynamische Lagersegmente (6, 6a, 6b, 15), wobei die Lagersegmente (6, 6a, 6b, 15) an einer Trägerstruktur (7) angeordnet sind, die aus mehreren zu einer Fachwerkstruktur (8) verbundenen Streben (9) besteht.

Description

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Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle insbesondere einer Windkraftanlage, umfassend wenigstens ein die Rotorwelle radial oder axial lagerndes Gleitlager umfassend mehrere hydrodynamische Lagersegmente.

Eine Windkraftanlage weist regelmäßig mehrere Rotorblätter auf, die an einer Nabe angeordnet sind. Die Nabe ist mit einer Rotorwelle verbunden, die wiederum mit einem Getriebe gekoppelt ist, dem ein Generator folgt, dessen Rotor mit einer Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist. Aufgrund einer Interaktion der Rotorblätter mit anströmendem Wind kommt es zu einer Rotation der Rotorwelle samt Nabe sowie des nachgeschalteten Antriebsstrangs, sodass der Generator Strom erzeugt. Zwangsläufig kommt es auch zu einer Rotation der Rotorwelle, die dazu entsprechend gelagert ist. Einerseits ist die Rotorwelle über eine Radiallagerung gelagert, wozu üblicherweise zwei axial beabstandeten Radiallager vorgesehen sind, die die Rotorwelle radial stützen. Neben der Radiallagerung ist mitunter auch eine Axiallagerung vorgesehen, die bevorzugt in beide Richtungen eine Abstützung der Rotorwelle erlaubt. Üblicherweise liegt eine Axiallast an der Rotorseite an, resultierend aus dem anströmenden Wind. Aufgrund sich ändernde Windverhältnisse bzw. Strömungsverhältnisse, beispielsweise wenn eine starke Böe anliegt, kann es zu einer Umkehr der Richtung der Axiallast kommen, d. h., dass die Axiallast dann von der Getriebeseite her anliegt, also die Windlast von der Getriebeseite her auf die Rotorblätter wirkt. Daher ist eine beidseitige Axiallagerung zweckmäßig.

Die Rotorwellenlagerung kann über Wälzlager realisiert werden. Jedes Lager verfügt über mehrere Wälzkörper, die im Falle der Radiallager in einem Außenring geführt sind und auf einem mit der Rotorwelle verbundenen Innenring laufen, und die im Falle eines Axiallagers an einer Axiallagerscheibe geführt sind und auf einem entsprechenden, an der Rotorwelle vorgesehenen, axialen Lagerabschnitt laufen. Derartige Wälzlager sind sehr massiv und in der Herstellung und Montage aufwendig, zeichnen sich aber durch eine weitestgehende Wartungsfreiheit aus.

Alternativ hierzu ist auch eine Gleitlagerung der Rotorwelle unter Verwendung hydrodynamischer Gleitlager möglich, wie beispielsweise in CN 112943555 A beschrieben. Derartige Gleitlager weisen mehrere Gleitlagersegmente auf. Ein Radiallager umfasst mehrere Radiallagersegmente, ein Axiallager umfasst mehrere Axiallagersegmente. Die Lagerung erfolgt hydrodynamisch, wozu mittels einer Pumpe ein fluides Schmiermittel mit entsprechend hohem Druck bei Betrieb des Lagers eingebracht wird respektive sich aufgrund der Geometrie eines Schmierspalt, in den das Schmiermittel eingebracht wird, sich ein entsprechend hoher Schmiermitteldruck ausbildet. Dies führte zur Ausbildung eines tragenden Schmiermittelfilms, über den die Rotorwelle gleitgelagert ist. Bei derartigen hydrodynamischen Gleitlagern sind zu Wartungszwecken die Lagersegmente bei Verschleiß auszutauschen, was mit beachtlichem Aufwand verbunden ist, da die Zugänglichkeit zu den entsprechenden Lagersegmenten mitunter schwierig ist.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine verbesserte hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle insbesondere einer Windkraftanlage anzugeben.

Zur Lösung des Problems ist bei einer Rotorwellengleitlagerung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Lagersegmente an einer Trägerstruktur angeordnet sind, die aus mehreren zu einer Fachwerkstruktur verbundenen Streben besteht.

Anders als im Stand der Technik, wo als Lagergehäuse ein geschlossener, zumeist als einstückiges Metallbauteil ausgeführter Lagerring zum Einsatz kommt, an dem die Lagersegmente, die auch als Lagerpads bezeichnet werden können, angeordnet sind, ist erfindungsgemäß eine, quasi käfigartige, Fachwerkstruktur vorgesehen, die die Trägerstruktur, an der die Lagersegmente angeordnet sind, bildet. Diese Träger- bzw. Fachwerkstruktur besteht aus einer Vielzahl miteinander sowie mit den Lagersegmenten verbundenen Streben. Es handelt sich also um eine Streben- oder Stabstruktur und demzufolge um eine offene, käfigartige Struktur, die sowohl in axialer als auch radialer Richtung offen ist. Eine solche erfindungsgemäße offene Struktur kann bei einem solchen hydrodynamischen Gleitlager realisiert werden, da die Lagerpads nur lokal an der Rotorwelle angreifen und positionsfest sind, d. h., dass, anders als bei Wälzlager, keine um laufende, geschlossene Laufbahn über die Trägerstruktur bereitzustellen ist. Die Fachwerkstruktur bildet in letzter Konsequenz auch eine Art „Ringform“, ist also umfänglich geschlossen, da die einzelnen Lagersegmente quasi auf einer Kreisbahn angeordnet werden müssen, um sie umlaufend um den Umfang der Rotorwelle positionieren zu können. Die „Ringform“ ist jedoch, wenn primär längliche Streben verwendet werden, ein geschlossenes, jedoch mehreckiges Konstrukt. Die erfindungsgemäß als Fachwerkstruktur ausgebildete Trägerstruktur, aufgebaut aus den je nach gegebener Auslegung des Fachwerks ausgelegten bzw. bemessenen Streben, ist als offene Struktur wesentlich leichter, verglichen mit einem geschlossenen, einstückigen metallenen Lagerring aus Vollmaterial. Gleichwohl kann über die Fachwerkstruktur und die Strebenanordnung problemlos eine ausreichende Steifigkeit der Trägerstruktur erreicht werden, verbunden mit einer Positionstreue der an der Trägerstruktur angeordneten, in der Montagestellung um den Umfang der Rotorwelle positionierten und an dieser angreifenden hydrodynamischen Lagersegmente. Die Streben, die vorzugsweise aus Metall sind, sind je nach Auslegung des Fachwerks entsprechend bemessen, wobei die Fachwerkstruktur in Abhängigkeit der gegebenen Lagersituation wie der Lagergröße, der abzustützen Lasten etc. ausgelegt ist, damit die Trägerstruktur die geforderte Steifigkeit sowohl in radialer als auch axialer Richtung aufweist. Dabei können die Streben quasi beliebig im Raum verlaufen, sie können in Achsrichtung, also parallel zur Längsachse der Rotorwelle verlaufen, oder unter beliebigen Winkeln dazu, um die gewünschte Versteifung zu erreichen.

Die Streben, die wie ausgeführt unterschiedlich lang sind oder auch unterschiedlich im Querschnitt oder in ihrer Dicke sein können, sind gemäß einer ersten Erfindungsvariante untereinander sowie mit den Lagersegmenten über Schraubverbindungen verbunden. Zu diesem Zweck sind entsprechende Befestigungsabschnitte an allen Streben sowie an den Lagersegmenten vorgesehen. An den Streben können, beispielsweise entsprechende Durchbrechungen bzw. Bohrungen, vorzugsweise endseitig, im Bereich welcher zwei aneinander anliegende Strebenenden mittels einer durchgesteckten Befestigungsschraube oder eines Gewindebolzens, die bzw. der mittels Muttern festgeschraubt werden, vorgesehen sein. An den Lagersegmenten, die regelmäßig einen Segmentträger aufweisen, an dem die mit der Rotorwelle zusammenwirkenden Lagerabschnitte vorgesehen sind, können beispielsweise an dem Segmentträger Innengewindebohrungen vorgesehen sein, in die entsprechende Befestigungsschrauben, die durch eine Durchbrechung bzw. Bohrung der zu befestigenden strebe greifen, eingeschraubt werden, wobei natürlich auch dort entsprechende Durchbrechungen und Bolzen- oder Schraubenverbindungen vorgesehen werden können. Sind also unterschiedliche Befestigungsmöglichkeiten in Form von Schraubverbindungen denkbar. Alternativ kann gemäß einer zweiten Erfindungsvariante die Verbindung der Streben untereinander und mit den Lagersegmenten auch über Schweißverbindungen erfolgen. Die metallenen Streben sowie der ebenfalls metallene Segmentträger werden also in geeigneter Weise miteinander verschweißt.

Zumeist wird eine Rotorwelle über mehrere unterschiedliche hydrodynamische Gleitlager gelagert. In der Regel kommt eine Kombination aus Radiallager und Axiallager zum Einsatz, wobei mitunter nur ein Radiallager vorgesehen ist. Bei längeren Rotorwelle sind aber zumeist zwei Radiallager vorgesehen, die die Rotorwelle vorzugsweise endseitig radial lagern, während regelmäßig ein Axiallager, das insbesondere bidirektional wirkt, wenn axiale Lasten aus beiden Achsrichtungen abzustützen sind, ausreichend ist. Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, dass als Gleitlager wenigstens ein Radiallager umfassen mehrere Radiallagersegmente und wenigstens ein Axiallager umfassend mehrere Axiallagersegmente vorgesehen sind, wobei die Radiallagersegmente an einer ersten Trägerstruktur und die Axiallagersegmente an einer zweiten Trägerstruktur angeordnet sind. Die beiden unterschiedlichen Lager weisen gemäß dieser Ausgestaltung separate, offene, käfigartige Trägerstrukturen bzw. Fachwerkstrukturen auf, die nicht miteinander verbunden sind. An jeder der separaten Trägerstrukturen bzw. Fachwerkstrukturen sind die lagerspezifischen Lagersegmente angeordnet, also an einer Radiallager-Fachwerkstruktur die Radiallagersegmente, und an einer Axiallager-Fachwerkstruktur die Axiallagersegmente. Sowohl die Radiallagersegmente als auch die Axiallagersegmente sind um den Außenumfang der Rotorwelle positioniert, wobei die Radiallagersegmente die Rotorwelle radial am Außenumfang der Welle über den hydrodynamischen Schmierfilm abstützen, während die Axiallagersegmente mit entsprechenden Lageabschnitten beispielsweise in eine am Außenumfang der Welle ausgebildete Lagergeometrie, beispielsweise eine Eingriffsnut, die axiale Lagerflächen bereitstellt, eingreifen und die Rotorwelle axial über den hydrodynamischen Schmierfilm abstützen. Diese Eingriffsnut kann beispielsweise unmittelbar in den Außenumfang der Rotorwelle eingearbeitet sein, sie kann aber auch über auf den Außenumfang der Rotorwelle geschobene und daran befestigte Lagerscheiben gebildet sein.

In einer weiteren Konkretisierung dieser Erfindungsausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zwei voneinander axial beabstandete Radiallager mit jeweiligen Radiallagersegmenten, die an separaten Trägerstrukturen angeordnet sind, sowie ein von den beiden Radiallagern axial beabstandetes Axiallager vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung kommt bei längeren Rotorwellen zum Einsatz und erlaubt es, über die separaten Radiallager die Rotorwelle an beiden Endbereichen radial zu lagern. Das Axiallager, das von den Radiallagern beabstandete ist und mit seiner Trägerstruktur nicht mit den Trägerstrukturen des Radiallagers verbunden ist, ist bevorzugt axial gesehen zwischen den beiden Radiallagern angeordnet. Es kann aber auch einem Radiallager zur Rotorseite hin oder zur Getriebeseite hin vorgelagert sein.

Eine alternative Ausgestaltung umfassend unterschiedliche Lagertypen sieht demgegenüber vor, dass als Gleitlager wenigstens ein Radiallager umfassend mehrere Radiallagersegmente und wenigstens ein Axiallager umfassend mehrere Axiallagersegmente vorgesehen sind, wobei die Radiallagersegmente und die Axiallagersegmente an einer gemeinsamen Trägerstruktur angeordnet sind. Bei dieser Variante sind die unterschiedlichen Lagersegmente nicht an jeweils separaten Trägerstrukturen bzw. Fachwerkstrukturen angeordnet, sondern an einer gemeinsamen Trägerstruktur bzw. Fachwerkstruktur. Diese ist daher sowohl mit Befestigungsmöglichkeiten für die Radiallagersegmente als auch für die Axiallagersegmente ausgerüstet. Diese eine, gemeinsame und käfigartige Trägerstruktur bzw. Fachwerkstruktur ist demzufolge, axial gesehen, deutlich länger als zwei separate Trägerstrukturen.

Auch bei dieser Erfindungsausgestaltung ist es in Weiterbildung denkbar, dass zwei voneinander axial beabstandete Radiallager mit jeweiligen Radiallagersegmenten sowie ein von beiden Radiallagern axial beabstandetes Axiallager vorgesehen sind, wobei die Radiallagersegmente und die Axiallagersegmente voneinander axial beab- standet an der gemeinsamen Trägerstruktur angeordnet sind. Auch hier kommen also zur Radiallagerung längerer Rotorwellen zwei Radiallager mit separaten Radiallagersegmenten zum Einsatz, während zur Axiallagerung nur ein Axiallager, vorzugsweise bidirektional wirkend, vorgesehen ist. Die spezifischen Radiallagersegmente der beiden Radiallager sind an axial voneinander beabstandeten Positionen an der gemeinsamen Fachwerkstruktur angeordnet, wie auch die Axiallagersegmente. Dabei sind bevorzugt die Axiallagersegmente axial gesehen zwischen den Radiallagersegmenten angeordnet.

Jedes Axiallager weist bevorzugt zwei in entgegengesetzte Richtungen weisende Lageabschnitten auf, ist also als bidirektionales Axiallager, das Lasten in beide Achsrichtungen abstützen kann, ausgeführt. Über die Lageabschnitte wird der hydrodynamische Schmierfilm aufgebaut, über den die Rotorwelle gleitgelagert ist. Hierzu weist die Rotorwelle eine geeignete Lagergeometrie auf. Diese wellenseitige Lagergeometrie kann einstückig in Form einer Stufe, eines Bunds, eines Flanschs oder einer Aufdickung an der zumeist konischen Rotorwelle ausgebildet sein, sie stellt eine axiale Lagerfläche zur Verfügung. Beispielsweise weist die Rotorwelle eine Nut auf, in die der Lagerträger und mit ihm die Axiallagersegmente eingreifen. Zur Realisierung der Lagergeometrie ist demgemäß kein separates Lagerelement an der Rotorwelle zu befestigen. Alternativ hierzu ist es denkbar, dass die Lagergeometrie in Form wenigstens einer an der Rotorwelle befestigten Lagerscheibe realisiert ist. Bei dieser Variante wird ein separates Lagerelement in Form einer Lagerscheibe an der Rotorwelle angeordnet und fest mit dieser verbunden, wobei über die Lagerscheibe die eine oder die beiden axialen Lagerflächen bereitgestellt werden. Auch können zwei axial beabstandete Lagerscheiben vorgesehen werden, zwischen denen eine Eingriffsnut ausgebildet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen: Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Rotorwellengleitlagerung einer ersten Ausführungsform, in einer Aufsicht, und

Figur 2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Rotorwellengleitlagerung einer zweiten Ausführungsform in einer Seitenansicht.

Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen hydrodynamischen Rotorwellengleitlagerung 1 , die der Lagerung einer Rotorwelle 2 dient. Die Rotorwelle 2 ist beispielsweise im Antriebsstrangs eines Generators einer Windkraftanlage integriert und an einem Ende mit einer Nabe, an dem mehrere Rotorblätter angeordnet sind, sowie am anderen Ende mit einem Getriebe verbunden ist. Bei anströmendem Wind kommt es bekanntlich zu einer Rotation der Rotorblätter, die über die Nabe auf die Rotorwelle übertragen wird, worüber das Getriebe und letztendlich der Generator angetrieben werden. Die Rotorwelle ist daher über geeignete Lager, vorliegend hydrodynamische Gleitlager, zu lagern, was im Falle einer solchen Anwendung regelmäßig über wenigstens zwei Radiallager und wenigstens ein Axiallager erfolgt.

Figur 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines solchen hydrodynamischen Gleitlagers 3, bei dem es sich im gezeigten Beispiel exemplarisch um ein Radiallager 4 handelt, umfassend mehrere um den Außenumfang 5 der Rotorwelle 2 vorzugsweise äquidistant verteilte Radiallagersegmente 6, die auch als Radialpads bezeichnet werden können. Die Radiallagersegmente 6 sind an einer Trägerstruktur 7 positionsfest aufgenommen, wobei die Trägerstruktur 7 als Fachwerkstruktur 8 ausgeführt ist, also als offene, käfigartige Struktur. Sie besteht aus einer Vielzahl separater Streben 9, die sowohl untereinander verbunden sind, als auch mit den Axiallagersegmenten 6. Die Streben 9 sind vorzugsweise aus Metall und weisen im gezeigten Beispiel unterschiedliche Längen auf, wie sie auch unterschiedlich im Raum verlaufen, um die käfigartige, offene Fachwerkstruktur 8 zu bilden. Die Streben 9 verlaufen sowohl axial, also parallel zur Längsachse der Rotorwelle 2, als auch unter unterschiedlichen Winkeln hierzu, wie Figur 1 anschaulich zeigt. Die Fachwerkstruktur 8 ist an einem geeigneten Träger 10, beispielsweise einem Grundrahmen einer Gondel der Windkraftanlage, positionsfest fixiert, vorzugsweise verschraubt. Die Streben 9 weisen an ihren Enden nicht näher gezeigte Befestigungsabschnitte auf, über die die Streben 9 einerseits untereinander endseitig verbunden sind, und andererseits an den Radiallagersegmenten 6 befestigt sind. Die Radiallagersegmente 6 weisen hierzu entsprechende Segmentträger 11 auf, an denen die eigentlichen Lagerabschnitte 12, über die jeweils der hydrodynamische Schmierfilm, über den die Rotorwelle 2 radial gelagert ist, ausgebildet wird, angeordnet sind. Die Befestigung erfolgt bevorzugt über Schraubverbindungen, d. h., die Streben 9 sind miteinander verschraubt, wie auch mit den jeweiligen Segmentträgern 11. Als Befestigungsabschnitte weisen die Streben beispielsweise Durchgangsbohrungen auf, wobei zwei Streben endseitig aneinander anliegen, sodass die Durchgangsbohrungen fluchten und ein Gewindebolzen oder eine Schraube durchgesteckt werden kann, der oder die über eine Mutter festgezogen wird. In vergleichbarer Weise weist auch jeder Segmentträger 11 entsprechende Befestigungsabschnitte auf, beispielsweise ebenfalls Durchgangsbohrungen, oder Innengewindebohrungen.

Infolge der Fachwerkstruktur und der entsprechenden räumlichen Anordnung und Verbindung der Streben 9 sowohl untereinander als auch mit den Radiallagersegmenten 6 respektive deren Segmentträger 11 ergibt sich insgesamt eine äußerst steife Fachwerkkonstruktion, die sicherstellt, dass die einzelnen Radiallagersegmente 6 positionsfest an der Trägerstruktur angeordnet sind und demzufolge positionstreu zur Rotorwelle 2 angeordnet sind. Gleichzeitig ist die Fachwerkstruktur 8 käfigartigen und offen und demzufolge leichter als ein üblicherweise verwendeter, geschlossener Lagerring, an dessen Innenumfang im Stand der Technik die Radiallagersegmente angeordnet sind und der aus einem metallenen Vollmaterial gebildet ist.

Wenngleich Figur 1 exemplarisch ein Radiallager 3 zeigt, ist der Aufbau eines Axiallager genauso, lediglich die Ausgestaltung der dann verwendeten Axiallagersegmente ist, was deren Lageabschnitten angeht, etwas anders, da über die Axiallagersegmente eine axiale Abstützung, vorzugsweise eine bidirektionale Abstützung, der Rotorwelle 2 erfolgen soll. Hierzu greifen die Axiallagersegmente, die auch als Axialpads bezeichnet werden können, in eine geeignete Lagerstruktur, die an der Rotorwelle 2 ausgebildet ist, ein, beispielsweise eine umlaufende Nut, die zwei axiale Lagerflächen bereitgestellt, an denen die in entgegengesetzte Richtungen weisenden Lagerabschnitte der Axiallagersegmente angreifen bzw. die über den über die Axiallagersegmente gebildeten hydrodynamischen Schmierfilm abgestützt sind. Der Aufbau der Trägerstruktur 7 in Form der Fachwerkstruktur 8 ist jedoch vergleichbar auch bei einem Axiallager gegeben, d. h., dass auch die Fachwerkstruktur eines solchen Axiallagers aus einer Vielzahl separater, untereinander verbundenen Streben, mit denen auch die Axiallagersegmente bzw. deren Segmentträger verbunden sind, besteht.

Dabei können bei einer Rotorwellenlagerung einer solchen längeren Rotorwelle, die beispielsweise zwei axial voneinander beabstandete Radiallager und ein vorzugsweise axial dazwischen angeordnet es Axiallager umfasst, alle drei hydrodynamischen Gleitlager separate Lager sein, d. h., sie weisen separate Trägerstrukturen 7 in Form der Fachwerkstrukturen 8 mit den daran angeordneten Radiallagersegmenten bzw. Axiallagersegmenten auf.

Alternativ zu einer solchen Ausgestaltung mit separaten Gleitlagern und dementsprechend separaten Fachwerkstrukturen ist es auch denkbar, die unterschiedlichen Lagertypen, also wenigstens ein Radiallager und wenigstens ein Axiallager, mit einer gemeinsamen Trägerstruktur 7 bzw. einer gemeinsamen Fachwerkstruktur 8 auszubilden, also die Radiallagersegmente sowie die Axiallagersegmente in einer gemeinsamen Fachwerkstruktur 8 zu integrieren. Ein Beispiel einer solchen erfindungsgemäßen hydrodynamischen Rotorwellengleitlagerung 1 zeigt Figur 2.

Diese Rotorwellengleitlagerung 1 umfasst ein erstes Radiallager 4a umfassend mehrere um den Umfang der hier nicht näher gezeigten Rotorwelle verteilt angeordnete erste Radiallagersegmente 6a, die in einem ersten Abschnitt 13a der hier gemeinsamen Fachwerkstruktur 8 angeordnet sind, also im Bereich des Innenumfangs der Fachwerkstruktur 8. Vorgesehen ist des Weiteren ein zweites Radiallager 4b, das axial gesehen vom ersten Radiallager 4a beabstandete ist. Dieses zweite Radiallager 3b umfasst mehrere separate Radiallagersegmente 6b, die in einem zweiten Abschnitt 13b der gemeinsamen Fachwerkstruktur 8 angeordnet sind.

Die Rotorwellengleitlagerung 1 umfasst des Weiteren ein Axiallager 14, umfassend mehrere Axiallagersegmente 15, die ebenfalls um den Umfang der Rotorwelle 2 respektive den Innenumfang der Fachwerkstruktur 8 verteilt angeordnet sind. Die Axiallagersegmente 15 sind an einem dritten Abschnitt 13c der Fachwerkstruktur 8 angeordnet. Alle drei Abschnitte 13a, 13b und 13c sind über entsprechende Streben 9 gebildet, d. h., dass die gemeinsame Fachwerkstruktur wiederum eine käfigartige, offene Strebenstruktur ist. Die Streben 9 sind in gleicher weise wie zur Figur 1 beschrieben untereinander sowie mit den entsprechenden Radiallagersegmenten 6a, 6b sowie den Axiallagersegmenten 15, die allesamt entsprechende Segmentträger aufweisen, verbunden, vorzugsweise über die beschriebenen Schraubverbindungen.

Ersichtlich sind die drei unterschiedlichen Lagertypen, also die beiden Radiallager 4a, 4b sowie das Axiallager 14 bzw. die mit der Rotorwelle 2 Zusammenwirken Radiallagersegmente 6a, 6b und die Axiallagersegmente 15 allesamt axial voneinander beab- standete, sodass die jeweilige Radiallagerung und die Axiallager und an unterschiedlichen Längenpositionen der Rotorwelle erfolgen.

Im gezeigten Beispiel kommen zwei Radiallager 4a, 4b und ein Axiallager 14 zum Einsatz. Gleichermaßen denkbar wäre es aber auch, in einer gemeinsamen Fachwerkstruktur 8 nur ein Radiallager und ein Axiallager zu kombinieren. Im Falle der Lagerung einer längeren Rotorwelle, beispielsweise der Rotorwelle einer Windkraftanlage, wäre es denkbar, ein solches kombiniertes Radial-Axial-Lager im Bereich des einen Endes der Rotorwelle anzuordnen, und ein weiteres, separates Radiallager, wie zur Figur 1 beschrieben, am anderen Ende der Rotorwelle anzuordnen.

Wie beschrieben, weist die Fachwerkstruktur 8, sei es eine separate Fachwerkstruktur 8, sei es eine gemeinsame Fachwerkstruktur 8, eine offene Strebenstruktur auf. Diese ermöglicht, neben einem entsprechenden Leichtbau, auch eine gewisse Zugänglichkeit für Wartungspersonal zu den einzelnen Radial- und Axiallagersegmenten, da diese nicht an einem radial nach außen geschlossenen Lagergehäuse angeordnet sind, sondern radial und axial offen zugänglich über die Strebenstruktur fixiert sind. Dies ermöglicht eine vereinfachte Wartung und gegebenenfalls auch einen vereinfachten Austausch, da die Radial- und Axiallagersegmente bei Bedarf auch aus ihren Verschraubungen zu den Streben 9 gelöst werden können, wobei dies vorteilhaft nur lokal erfolgen kann, d. h., dass ein lokales Auflösen der Verbindung ohne weiteres möglich ist, während die Fachwerkstruktur 8 ansonsten unberührt bleibt.

Bezuqszeichenliste Rotorwellengleitlagerung Rotorwelle Gleitlager , 4a, 4b Radiallager Außenumfang , 6a, 6b Radiallagersegment Trägerstruktur Fachwerkstruktur Strebe 0 Träger 1 Segmentträger 2 Lagerabschnitt 3a, 13b, 13c Abschnitt 4 Axiallager 5 Axiallagersegment

Claims

Patentansprüche

1 . Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle (2) insbesondere einer Windkraftanlage, umfassend wenigstens ein die Rotorwelle (2) radial oder axial lagerndes Gleitlager (3) umfassend mehrere hydrodynamische Lagersegmente (6, 6a, 6b, 15), dadurch gekennzeichnet, dass die Lagersegmente (6, 6a, 6b, 15) an einer Trägerstruktur (7) angeordnet sind, die aus mehreren zu einer Fachwerkstruktur (8) verbundenen Streben (9) besteht.

2. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (9) untereinander und mit den Lagersegmenten über Schraubverbindungen oder über Schweißverbindungen verbunden sind.

3. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Gleitlager wenigstens ein Radiallager (4, 4a, 4b) umfassend mehrere Radiallagersegmente (6, 6a, 6b) und wenigstens ein Axiallager (14) umfassend mehrere Axiallagersegmente (15) vorgesehen sind, wobei die Radiallagersegmente (6, 6a, 6b) an einer ersten Trägerstruktur (8) und die Axiallagersegmente (15) an einer zweiten Trägerstruktur (8) angeordnet sind.

4. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei voneinander axial beabstandete Radiallager (4, 4a, 4b) mit jeweiligen Radiallagersegmenten (6, 6a, 6b), die an separaten Trägerstrukturen (8) angeordnet sind, sowie ein von beiden Radiallagern (4, 4a, 4b) axial beab- standetes Axiallager (15), das vorzugsweise axial zwischen den beiden Radialla- gern (4, 4a, 4b) angeordnet ist.

5. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Gleitlager wenigstens ein Radiallager (4, 4a, 4b) umfassend mehrere Radiallagersegmente (6, 6a, 6b) und wenigstens ein Axiallager (14) umfassend mehrere Axiallagersegmente (15) vorgesehen sind, wobei die Radiallagersegmente (6, 6a, 6b) und die Axiallagersegmente (15) an einer gemeinsamen Trägerstruktur (8) angeordnet sind.

6. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei voneinander axial beabstandete Radiallager (4, 4a, 4b) mit jeweiligen Radiallagersegmenten (6, 6a, 6b) sowie ein von beiden Radiallagern (4, 4a, 4b) axial beabstandetes Axiallager (14), wobei die Radiallagersegmente (6, 6a, 6b) und die Axiallagersegmente (15) voneinander axial beabstandet an der gemeinsamen Trägerstruktur (8) angeordnet sind, und wobei vorzugsweise die Axiallagersegmente (15) axial zwischen den Radiallagersegmenten (6, 6a, 6b) angeordnet sind.

7. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Axiallagersegment (15) zwei in entgegengesetzte Richtungen weisende Lagerabschnitte aufweist.

8. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagergeometrie, an der das Axiallager (15) angreift, einstückig an der Rotorwelle in Form einer Stufe, eines Bunds oder einer Aufdickung vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Rotorwelle (2) zur Ausbildung der Stufe eine Nut, in die der Lagerabschnitt eingreift, aufweist, oder dass die Lagergeometrie in Form wenigstens einer an der Rotorwelle (2) befestigten Lagerscheibe realisiert ist.