WO2025176262A1

WO2025176262A1 - Hydrodynamische rotorwellengleitlagerung für eine rotorwelle insbesondere einer windkraftanlage

Info

Publication number: WO2025176262A1
Application number: PCT/DE2025/100176
Authority: WO
Inventors: Christoph König; Christoph Hentschke; Martin Jungwirth; Franz Hauer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2024-02-21
Filing date: 2025-02-18
Publication date: 2025-08-28
Anticipated expiration: 2026-08-21
Also published as: DE102024118705A1

Abstract

Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle (8) insbesondere einer Windkraftanlage, umfassend wenigstens zwei separate Radiallager (28, 29) jeweils umfassend mehrere Radiallagersegmente (32, 33) sowie ein Axiallager (1) umfassend mehrere Axiallagersegmente (5), die in einem Lagergehäuse gehaltert sind, wobei das Axiallager ein Axiallagergehäuse (2) umfasst, an dem mehrere radiale Öffnungen (4) vorgesehen sind, wobei in jeder Öffnung (4) ein Axiallagersegement (5) eingesetzt ist, das radial einsetzbar und entnehmbar ist.

Description

Hydrodynamische Rotorwellenqleitlaqerunq für eine Rotorwelle insbesondere einer Windkraftanlaqe

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle insbesondere einer Windkraftanlage, umfassend wenigstens zwei separate Radiallager jeweils umfassend mehrere Radiallagersegmente sowie ein Axiallager umfassend mehrere Axiallagersegmente, die in einem Lagergehäuse gehaltert sind.

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 beabstandete Radiallager vorgesehen sind, die die Rotorwelle radial stützen. Neben der Radiallagerung ist auch eine Axiallagerung vorgesehen, die regelmäßig 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.

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. 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. Eine hydrodynamische Rotorwellenlagerung zur Radiallagerung einer Welle ist beispielsweise in CN 218542962 U beschrieben, wo ein ringförmiges, radial geschlossenes Radiallagergehäuse mit mehreren an seinem Innenumfang angeordneten, radial nach innen ragenden Radiallagersegmenten beschrieben ist. Eine weitere hydrodynamische Rotorwellenlagerung ist beispielsweise in CN 217107882 U beschrieben, wo ein gemeinsames Lagergehäuse vorgesehen ist, in dem zwei kombinierte Radial-Axial-Lager aufgenommen sind, wobei jedes kombinierte Radial-Axial-Lager an einem Wellenende angeordnet ist. Die Flächen der Lagerelemente, auch Lagerpads genannt, jedes kombinierten Lagers sind, um den Umfang gesehen, unterschiedlich groß. In einer Umfangshälfte sind kleinere Lagerpads als in der anderen Umfangshälfte gegeben, um die tatsächlichen Lasten im Betrieb gut abstützen zu können.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine verbesserte hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle insbesondere einer Windkraftanlage anzugeben. Zur Lösung des Problems ist bei einer hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Axiallager ein Axiallagergehäuse umfasst, an dem mehrere radiale Öffnungen vorgesehen sind, wobei in jede Öffnung ein Axiallagersegment eingesetzt ist, das radial einsetzbar und entnehmbar ist.

Das bei der erfindungsgemäßen Rotorwellengleitlagerung vorgesehene Axiallager erlaubt ein Demontieren der Axiallagersegmente sowie ein Einsetzen derselben durch eine radiale Bewegung, indem das Axiallager respektive das Axiallagergehäuse als separates Stehlagergehäuse oder als kombiniertes Axial-Radiallagergehäuse ausgeführt ist. Es weist um seinen Umfang, vorzugsweise äquidistant, verteilt mehrere radiale Öffnungen auf, wobei in jede Öffnung ein separates Axiallagersegment radial eingesetzt ist und bei Bedarf radial entnommen werden kann. Ist das Axiallager ein separates Lager und nicht in eines der beiden, ebenfalls separaten, Radiallager integriert, ist es infolge dieser Trennung zwischen radialer und axialer Führung entsprechend gut zugänglich, was die radiale Montage und Demontage vereinfacht. Auch bei Integration in ein gemeinsames Axial-Radiallagergehäuse ist wegen der radialen Ent- nehmbarkeit eine einfache Montierbarkeit gegeben.

Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn sich die Öffnungen in ihrem Querschnitt von radial innen nach radial außen erweitern, wobei jede Öffnung vorzugsweise einen sich von innen nach außen erweitern den Querschnitt aufweist. Jede Öffnung ist also nicht als beispielsweise einfache, zylindrische Bohrung ausgeführt, sondern weist einen spezifischen, sich von innen nach außen erweiternden Querschnitt. Besonders bevorzugt ist jede Öffnung im Querschnitt kegelig ausgeführt. Diese Ausgestaltung des Öffnungsquerschnitt erlaubt eine Montage und Demontage der Axiallagersegmente von radial außen, d. h., sie werden durch eine radiale Bewegung in die Öffnung eingesetzt, wobei infolge der Querschnittsveränderung und der an den Öffnungsquerschnitt angepassten Form der Axiallagersegmente eine radial exakte Positionierung jedes einzelnen Axiallagersegments möglich ist. Denn die Montageendstellung ist dadurch definiert, dass das jeweilige Axiallagersegment entsprechend weit in die Öffnung eingeschoben ist und die entsprechenden Querschnitte formschlüssig ineinandergreifen. Insbesondere eine kegelige Querschnittsform der Öffnungen erweist sich als besonders zweckmäßig, da diese auch einfach herstellbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jedes Axiallagersegment einen Elementträger aufweist, dessen Querschnittsform dem Querschnitt der Öffnungen, in die er eingesetzt ist, für eine formschlüssige Aufnahme in der Öffnung entspricht, wobei der Elementträger einen Befestigungsflansch aufweist, über den er mittels Befestigungselementen am Axiallagergehäuse lösbar befestigbar ist. Ein Axiallagersegment ist also mehrteilig ausgeführt und weist einen Elementträger auf, der quasi eine Segmentbasis darstellt und über den die formschlüssige Verbindung zum Axiallagergehäuse erfolgt. An dem Elementträger ist ein oder sind zwei Axiallagerabschnitte vorgesehen, die radial nach innen vorstehen und die an einer entsprechenden Lagerfläche der Rotorwelle abgestützt sind. Bei Demontage wird das Axiallagersegmente mit dem Elementträger in die Öffnung eingesetzt, bis die über die formschlüssige Querschnittsverbindung definierte Montagestellung erreicht ist. Der Querschnitt respektive die Querschnittsform des Elementträgers entspricht dem Querschnitt beziehungsweise der Querschnittsform der Öffnung, sodass ein solcher Formschluss möglich ist. Die Befestigung erfolgt über geeignete Befestigungselemente, insbesondere Verbindungsschrauben, über die ein am Elementträger vorgesehener Befestigungsflansch mit dem Axiallagergehäuse verschraubt wird. Das Axiallagergehäuse weist beispielsweise entsprechende Innengewindebohrungen auf, in die die Verbindungsschrauben eingeschraubt werden.

Wenn über die Querschnittsformen bereits eine entsprechende Verdrehsicherung gegeben ist, mithin also ein Axiallagersegment bzw. ein Elementträger nur in einer definierten Einsetzposition eingesetzt werden kann, sind keine weiteren Vorkehrungen für eine Verdrehsicherung vorzusehen. Ist die Öffnungsform jedoch kegelig, und ebenso die Form des Elementträger, so ist zweckmäßigerweise eine Verdrehsicherung zur Sicherung der Position des Axiallagersegments in der Öffnung vorzusehen. Eine solche Verdrehsicherung kann beispielsweise eine Ausnehmung im Befestigungsflansch sein, in die ein am Axiallagergehäuse vorgesehener Vorsprung eingreift, wenn ein Axiallagersegmente eingesetzt wird. Hierüber kann vor dem eigentlichen Befestigen die exakte Montageposition definiert und eingenommen werden.

Bevorzugt weist jedes Axiallagersegment zwei Axiallagerabschnitte aufweist, die axial zu einander gegenüberliegenden Richtungen gerichtet sind und die an axialen Lagerflächen der Rotorwelle anliegen. Über diese beiden Axiallagerabschnitte wird eine bidirektionale axiale Lagerung erreicht, also eine Abstützung in beide Richtungen der Rotorwelle. An der Rotorwelle ist eine entsprechende Lagergeometrie ausgebildet, die zwei axial benachbarte Lagerflächen zur Verfügung stellt, an denen die beiden Axiallagerabschnitte angreifen können. Hierüber wird mit einem Axiallager eine beidseitige Axiallagerung gegen aus beiden Axialrichtungen anliegende Lasten erreicht.

Dabei können erfindungsgemäß die beiden Lagerflächen über zwei Nutflanken einer an der Außenseite der Rotorwelle vorgesehene E ingriffsnut, in die die Axiallagerabschnitte eingreifen, ober über zwei Nutflanken einer zwischen der Rotorwelle und einer an dieser angeschlossenen Getriebewelle ausgebildeten Eingriffsnut, in die die Axiallagerabschnitte eingreifen, gebildet sein. Den beiden Ausgestaltungen gemein ist demzufolge die Ausbildung einer entsprechenden Nut, die über Nutflanken axial begrenzt wird, wobei die Nutflanken die eigentlichen Lagerflächen, an denen die Axiallagerabschnitte abgestützt sind, bilden. Diese Eingriffsnut kann entweder insgesamt am Außenumfang der Rotorwelle ausgebildet sein, sie kann aber auch zwischen der Rotorwelle und einem mit dieser verbundenen Getriebe bzw. einer Getriebewelle, das o- der die einen entsprechenden Ringflansch aufweist, ausgebildet sein. Zur Ausbildung der Eingriffsnut am Außenumfang der Rotorwelle kann eine solche Nut beispielsweise integral in den Außenumfang der Rotorwelle eingearbeitet sein, oder es kann eine ringförmige Scheibe auf die Rotorwelle gesetzt und befestigt werden, die zusammen mit einer an der Rotorwelle ausgebildeten Stufe die Nut ausbildet, wie die Nut auch über zwei ringförmige Scheiben, die an der Rotorwelle befestigt sind, gebildet werden kann. Eine an einem Ende der Rotorwelle ausgebildete Eingriffsnut kann beispielsweise über einen Bund, der am Ende der Rotorwelle ausgebildet ist, und einen Ringflansch einer Getriebewelle gebildet werden. Es sind also unterschiedliche Möglichkeiten zur Ausbildung einer solchen Eingriffsnut denkbar, was wiederum die Möglichkeit bietet, die Eingriffsnut und damit das Axiallager an unterschiedlichen Positionen, bezogen auf die Länge der Rotorwelle, anzuordnen.

Wie beschrieben, kann das Axiallager ein separates Axiallagergehäuse aufweisen. Dabei kann erfindungsgemäß das Axiallagergehäuse und damit das Axiallager axial zwischen den beiden Radiallagern, die ihrerseits separate Radiallagergehäuse aufweisen, angeordnet sein. Die beiden Radiallager respektive Radiallagergehäuse sind axial voneinander beabstandet angeordnet. Das eine befindet sich bevorzugt im Bereich des rotornahen Endes, während das andere sich bevorzugt im Bereich des getriebenahen Endes befindet. Zwischen beiden Radiallagern ist demzufolge ein ausreichender axialer Abstand gegeben, in denen problemlos das Axiallager integriert werden kann. Es bildet sich zwischen dem Axiallager und dem jeweiligen Radiallager ein ausreichender Zwischenraum aus, der es einer Wartungsperson erlaubt, diesen zu Wartungszwecken zu betreten. Alternativ ist es denkbar, dass das separate Axiallagergehäuse an einem zum Getriebe gerichteten Ende der Rotorwelle axial benachbart zu dem separaten Radiallagergehäuse des benachbarten Radiallagers angeordnet ist. Bei dieser Variante wird folglich das Axiallager zwischen dem hinteren Radiallager (downwind-Seite) und dem Getriebe angeordnet. Dabei kann das an dem zum Getriebe gerichteten Ende angeordnete Axiallagergehäuse mit dem Radiallagergehäuse verbunden sein. D. h., dass das Axiallagergehäuse mit dem Radiallagergehäuse verschraubt ist, oder es ist ein gemeinsames Gehäuse für das Radial- und Axiallager vorgesehen. In Weiterbildung dieser Variante ist es zusätzlich noch denkbar, dass auch das Getriebe mit dem Axiallagergehäuse verschraubt wird.

Neben der Rotorwellengleitlagerung betrifft die Erfindung ferner ein Axiallager für eine Rotorwellengleitlagerung der vorstehend beschriebenen Art. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass das Axiallagergehäuse mehrere radiale Öffnungen, aufweist, wobei in jede Öffnung ein Axiallagersegment eingesetzt ist, das radial einsetzbar und entnehmbar ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn sich der Querschnitt jeder Öffnung von radial innen nach radial außen erweitert, wobei vorzugsweise jede Öffnung einen sich kegelig nach außen erweiternden Querschnitt aufweist.

Schließlich kann vorgesehen sein, dass jedes Axiallagersegment einen Elementträger aufweist, dessen Querschnittsform dem Querschnitt der Öffnung, in die er eingesetzt ist, für eine formschlüssige Aufnahme in der Öffnung entspricht, wobei der Elementträger einen Befestigungsflansch aufweist, über den er mittels Befestigungselementen am Axiallagerring lösbar befestigt ist.

Sämtliche Ausführungen, die im Rahmen der Beschreibung der erfindungsgemäßen Rotorwellengleitlagerung zu dem dort beschriebenen Axiallager gemacht wurden, gelten gleichermaßen auch für das erfindungsgemäße Axiallager.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

Figur 1 eine Prinzipdarstellung als Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Axiallagers,

Figur 2 eine Teilansicht des Axiallagers aus Figur 1 ,

Figur 3 eine Teilansicht des Axiallager aus Figur 1 mit Blick auf den Innenumfang,

Figur 4 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Rotorwellengleitlagerung unter Darstellung des montierten Axiallagers,

Figur 5 eine Perspektivansicht einer Rotorwelle mit montiertem Axiallager, Figur 6 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen ersten Rotorwellengleitlagerung,

Figur 7 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen zweiten Rotorwellengleitlagerung,

Figur 8 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen dritten Rotorwellengleitlagerung, und

Figur 9 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen vierten Rotorwellengleitlagerung.

Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Axiallagers 1 , das für eine Rotorwellengleitlagerung insbesondere einer Rotorwelle einer Windkraftanlage ausgelegt und geeignet ist. Das Axiallager 1 umfasst ein ringförmiges, im Beispiel separates Axiallagergehäuse 2, an dem zwei radial abstehende, um 180° versetzt angeordnete Befestigungsabschnitte 3, über die das Axiallagergehäuse 2 fest mit einem Träger, beispielsweise einem Grundrahmen einer Gondel einer Windkraftanlage, verschraubt wird, vorgesehen sind. Das ringförmige Axiallagergehäuse 2 weist eine Mehrzahl separater Öffnungen 4 auf, die das Axiallagergehäuse 2 radial durchgreifen und bevorzugt als kreisrunde Bohrungen ausgeführt sind. Die Öffnungen 4 sind äquidistant um den Umfang des Axiallagergehäuses 2 verteilt angeordnet. In jede Öffnung 4 ist von radial außen jeweils ein Axiallagersegment 5 eingesetzt, wie die weiteren Figuren 2-4 zeigen. Jedes Axiallagersegment 5 weist zwei in der Montagestellung am Innenumfang vorspringende Axiallagerabschnitte 6 auf, wie insbesondere Figur 2 zeigt, die in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind und die auf entsprechenden Lagerflächen, die beispielsweise unmittelbar an der Rotorwelle ausgebildet sind, über einen entsprechenden hydrodynamischen Schmierfilm laufen beziehungsweise abgestützt sind. Hierüber ist also eine bidirektionale Axiallagerung möglich. Da, wie Figur 1 zeigt, um den Umfang des Axiallagergehäuses 2 eine Vielzahl einzelner Axiallagersegmente 5 vorgesehen sind, ist demzufolge um den Umfang eine, vorzugsweise symmetrische, Abstützung gegeben. Figur 4 zeigt eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Rotorwellengleitlagerung 7, Teil welcher das erfindungsgemäße Axiallager 1 ist, das hier in seiner Montagestellung an einer Rotorwelle 8 gezeigt ist. An der Rotorwelle 8 ist eine Lagergeometrie 9 ausgebildet, umfassend eine Eingriffsnut 10, die über eine integral an der Rotorwelle 8 ausgebildete Stufe 11 sowie eine separate, an der Rotorwelle 8 über Schraubverbindungen oder einen Spannring befestigte Ringscheibe 12 gebildet ist, sodass zwei Lagerflächen 13, 14 gebildet werden, an denen die beiden Lageabschnitte 6 eines jeden Axiallagersegments 5 axial abgestützt sind.

Figur 4 sind insbesondere Details bezüglich der Anordnung eines jeden Axiallagersegments 5 am Axiallagergehäuse 2 zu entnehmen. Jede Öffnung 4 ist im Querschnitt kreisrund und weist einen sich von radial innen nach radial außen erweiternden, kegelförmigen Querschnitt auf. D. h., dass, von radial außen gesehen, jede Öffnung 4 quasi trichterförmig ausgebildet ist und sich im Durchmesser geringfügig eingeschnürt. Jedes Axiallagersegment 5 ist formangepasst ausgeführt, sodass es sich von radial außen formschlüssig in diese kegelförmige Öffnung 4 einsetzen lässt. Hierzu weist jedes Axiallagersegmente 5 einen Elementträger 15 auf, der quasi als Kegelstumpf ausgeführt ist und formschlüssig in die kegelige Öffnung 4 eingreift. Der Elementträger 15 weist einen Abschnitt 16 auf, an dem die beiden Axiallagerabschnitte 6 angeordnet sind. An der gegenüberliegenden Seite weist der Elementträger 15 einen Befestigungsflansch 17 auf, über den das jeweilige Axiallagersegment 5 über geeignete Befestigungsschrauben 18 fest mit dem Axiallagergehäuse 2 verbunden wird. Über eine Verdrehsicherung 19, beispielsweise einen am Axiallagergehäuse 2 vorspringenden Zapfen oder Vorsprung, der in eine entsprechende Ausnehmung am Befestigungsflansch 17 eingreift, wird die Verdrehposition des jeweiligen Axiallagersegments 5 definiert, bevor es über die Befestigungsschrauben 18 final fixiert wird. Die Axiallagersegmente 5 können demzufolge auf einfache Weise von radial außen in die jeweilige kegelige Öffnung 4 eingesetzt und dort formschlüssig aufgenommen und final fixiert werden. Gleichermaßen einfach gestaltet sich die radiale Entnahme. Zum Handling jedes Axiallagersegmente 5 ist bevorzugt eine Werkzeugaufnahme 20 am Befestigungsflansch 17 vorgesehen, an der beispielsweise ein Hebewerkzeug befestigt werden kann.

Figur 5 zeigt eine Teilansicht der Rotorwellenlagerung 7 aus Figur 4, wobei hier die komplette Rotorwelle 8 sowie das an ihr angeordnete Axiallager 1 gezeigt ist. Die Rotorwelle 8 weist ein erstes Ende 21 auf, an dem ein Ringflansch 22 vorgesehen ist, über den die Rotorwelle 8 mit einer Nabe, an der mehrere Rotorblätter angeordnet sind, verbunden werden kann. Die Rotorwelle 8 weist des Weiteren ein zweites Ende 23 auf, über das die Rotorwelle 8 mit einer Eingangswelle eines Getriebes verbunden werden kann, worauf nachfolgend eingegangen wird.

Figur 6 zeigt eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen hydrodynamischen Rotorwellengleitlagerung 7. Gezeigt ist die Rotorwelle 8, an deren Ringflansch 22 eine Nabe 24, an der mehrere Rotorblätter 25 einer Windkraftanlage befestigt sind, angeflanscht ist. Am anderen Ende der Rotorwelle 8 ist ein Getriebe 26 mit der Rotorwelle 8 verbunden, in dem eine Umsetzung der Wellenrotation erfolgt, wobei über eine Abtriebswelle des Getriebes 26 ein Generator 27 angetrieben wird.

Die Rotorwelle 8 ist über ein erstes Radiallager 28, das benachbart zum Ringflansch 22 angeordnet ist, sowie ein zweites Radiallager 29, das benachbart zum Getriebe 26 angeordnet ist, radial gleitgelagert. Die beiden Radiallager 28, 29 weisen jeweils ein Radiallagergehäuse 30, 31 auf, in dem um den Umfang verteilt eine Mehrzahl an Radiallagersegmente 32, 33 angeordnet sind. Die Radiallagergehäuse 30, 31 sind positionsfest an einem Träger 34, hier einem Grundrahmen einer Gondel der Windkraftanlage, verbunden bzw. verschraubt. Ersichtlich ist zwischen den beiden Radiallagern 28, 29 ein ausreichender axialer Abstand und Zwischenraum gegeben, in dem das erfindungsgemäße Axiallager 1 angeordnet ist, das hier nur dem Grunde nach dargestellt ist. Das Axiallager 1 ist ebenfalls über sein Axiallagergehäuse 2 fest mit dem Träger 34 verbunden bzw. verschraubt. Im gezeigten Beispiel ist wiederum eine entsprechende Lagergeometrie 9 an der Rotorwelle 8 ausgebildet, die hier über zwei Lagerscheiben 35, 36 gebildet ist, die eine Eingriffsnut definieren, in die die Axiallageabschnitte 6 des Axiallagers 1 eingreifen. Bei dieser Ausgestaltung ist das Axiallager 1 axial zwischen den beiden Radiallagern und beabstandet zu ihnen angeordnet.

Figur 7 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Rotorwellengleitlagerung 7, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Der grundsätzliche Aufbau ist der gleiche wie zu Figur 6 beschrieben, lediglich die Positionierung der Radiallager 28, 29 sowie des Axiallagers 1 ist unterschiedlich. Bei dieser Ausgestaltung befindet sich das Axiallager 1 an der downwind-Seite, es ist also zum Getriebe 26 hin versetzt und befindet sich zwischen dem zweiten Radiallager 29 und dem Getriebe 26. Dementsprechend ist natürlich auch die Lagergeometrie 9 axial entsprechend positioniert.

Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 8, die ebenfalls eine erfindungsgemäße Rotorwellengleitlagerung 7 zeigt, ist die Anordnung der Radiallager 28, 29 sowie des Axiallagers 1 entsprechend Figur 7 vorgesehen. Hier ist jedoch das Axiallagergehäuse 2 einerseits mit dem zweiten Radiallagergehäuse 31 axial verbunden bzw. verschraubt. Ebenso ist das Getriebe 26 mit seinem Gehäuse axial mit dem Axiallagergehäuse 2 verbunden bzw. verschraubt. Die Lagergeometrie 9 wird hier über eine am Ende der Rotorwelle 8 ausgebildete Stufe 37, wozu am Wellenende ein entsprechender Bund ausgebildet ist, sowie einen Flansch 38 einer Getriebeeingangswelle 39 gebildet. Es ergibt sich demzufolge auch hier eine Eingriffsnut 10, in die die Axiallageabschnitte 6 eingreifen und an deren Nutflanken sie axial abgestützt sind.

Die Ausgestaltung der Rotorwellengleitlagerung 7 gemäß Figur 9 unterscheidet sich von der gemäß Figur 8 lediglich dadurch, dass das Axiallagergehäuse 2 nur axial mit dem zweiten Radiallagergehäuse 31 des zweiten Radiallagers 29 verbunden ist. Es ist also daran angeflanscht. Das Getriebegehäuse ist bei dieser Variante nicht mit dem Axiallagergehäuse 2 verbunden, jedoch bildet auch hier der Flansch 38 der Getriebeeingangswelle 39 einen Teil der Lagergeometrie 9 zur Ausbildung der Eingriffsnut 10, in die wiederum die Axiallageabschnitte 6 des Axiallagers 1 eingreifen. Bezuqszeichenliste

Axiallager Axiallagergehäuse Befestigungsabschnitt Öffnung Axiallagersegment Axiallagerabschnitt Rotorwellengleitlagerung Rotorwelle

Lagergeometrie Eingriffsnut Stufe

Ringscheibe Lagerfläche Lagerfläche Elementträger Abschnitt Befestigungsflansch Befestigungsschraube

Verdrehsicherung Werkzeugaufnahme erstes Ende Ringflansch zweites Ende

Nabe

Rotorblatt Getriebe Generator Radiallager Radiallager Radiallagergehäuse Radiallagergehäuse Radiallagersegment Radiallagersegment Träger Lagerscheibe Lagerscheibe Stufe Flansch Getriebeeingangswelle

Claims

Patentansprüche

1 . Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle (8) insbesondere einer Windkraftanlage, umfassend wenigstens zwei separate Radiallager (28, 29) jeweils umfassend mehrere Radiallagersegmente (32, 33) sowie ein Axiallager (1 ) umfassend mehrere Axiallagersegmente (5), die in einem Lagergehäuse gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager ein Axiallagergehäuse (2) umfasst, an dem mehrere radiale Öffnungen (4) vorgesehen sind, wobei in jeder Öffnung (4) ein Axiallagersegement (5) eingesetzt ist, das radial einsetzbar und entnehmbar ist.

2. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnungen (4) in ihrem Querschnitt von radial innen nach radial außen erweitern, wobei jede Öffnung (4) vorzugsweise einen sich kegelig nach außen erweiternden Querschnitt aufweist.

3. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Axiallagersegment (5) einen Elementträger (7) aufweist, dessen Querschnittsform dem Querschnitt der Öffnung (4), in die er eingesetzt ist, für eine formschlüssige Aufnahme in der Öffnung (4) entspricht, wobei der Elementträger (17) einen Befestigungsflansch (17) aufweist, über den er mittels Befestigungselementen (18) am Axiallagergehäuse (2) lösbar befestigt ist.

4. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Axiallagersegment (5) zwei Axiallagerabschnitte (6) aufweist, die axial zu einander gegenüberliegenden Richtungen gerichtet sind und die an axialen Lagerflächen (13, 14) der Rotorwelle (8) anliegen.

5. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerflächen (13, 14) über zwei Nutflanken einer an der Außenseite der Rotorwelle (8) vorgesehene Eingriffsnut (10), in die die Axiallagerabschnitte (6) eingreifen, ober über zwei Nutflanken einer zwischen der Rotorwelle (8) und einer an dieser angeschlossenen Getriebewelle (27) ausgebildeten Eingriffsnut (10), in die die Axiallagerabschnitte (6) eingreifen, gebildet sind.

6. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallagergehäuse (2) ein separates Lagergehäuse ist, wobei das Axiallager (1 ) axial zwischen den beiden Radialla- gern (28, 29), die ihrerseits separate Radiallagergehäuse (30, 31 ) aufweisen, angeordnet ist, oder dass das Axiallagergehäuse (2) ein separates Lagergehäuse ist, das an einem zu einem Getriebe (26) gerichteten Ende (23) der (8) Rotorwelle axial benachbart zu dem separaten Radiallagergehäuse (31 ) des benachbarten Radiallagers (29) angeordnet ist.

7. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das an dem zum Getriebe (26) gerichteten Ende (23) angeordnete Axiallagergehäuse (2) mit dem Radiallagergehäuse (31 ) verbunden ist, wobei gegebenenfalls ein Gehäuse des Getriebes (26) mit dem Axiallagergehäuse (2) verbunden ist.

8. Axiallager für eine Rotorwellengleitlagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein ringförmiges Axiallagergehäuse (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallagergehäuse (2) mehrere radiale Öffnungen (4), aufweist, wobei in jede Öffnung (4) ein Axiallagersegment (5) eingesetzt ist, das radial einsetzbar und entnehmbar ist.

9. Axiallager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt jeder Öffnung (4) von radial innen nach radial außen erweitert, wobei vorzugsweise jede Öffnung (4) einen sich kegelig nach außen erweiternden Querschnitt aufweist.

10. Axiallager nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Axiallagersegment (5) einen Elementträger (15) aufweist, dessen Querschnittsform dem Querschnitt der Öffnung (4), in die er eingesetzt ist, für eine formschlüssige Aufnahme in der Öffnung (4) entspricht, wobei der Elementträger (15) einen Befestigungsflansch (17) aufweist, über den er mittels Befestigungselementen (18) am Axiallagergehäuse (2) lösbar befestigt ist.