DE10104696A1

DE10104696A1 - Storage device for the rotor of a rotating machine

Info

Publication number: DE10104696A1
Application number: DE10104696A
Authority: DE
Inventors: Axel Guenter Albert Fuerst; Kamil Matyscak
Original assignee: Alstom Schweiz AG
Current assignee: GE Vernova GmbH
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2002-08-08

Abstract

Eine Lagerungseinrichtung für den Rotor einer rotierenden Maschine, insbesondere eines um eine vertikale Achse rotierenden Hydrogenerators (20), umfasst ein kombiniertes Axial- und Radiallager (23), welches in einem Lagerkörper (24) untergebracht ist, an dem zur Aufnahme axialer Kräfte Tragarme (27) angeordnet sind. Die Tragarme (27) stützen sich mit den freien Enden auf einer tragfähigen Unterlage ab. Zwischen dem Lagerkörper (24) und einem den Rotor umschließenden Fundament (21) sind zur Aufnahme radialer Kräfte und zur Zentrierung des Lagers zusätzlich tangential orientierte Verbindungselemente (29) angeordnet, welche an einem ersten Ende an dem Fundament (21) und an einem zweiten Ende an unmittelbar am Lagerkörper (24) angeordneten Anlenkpunkten (31) befestigt sind. Dies resultiert in einer materialsparenden Konstruktion, einer Optimierung der einzelnen Lagerfunktionen und in einer verbesserten Einstellbarkeit.A bearing device for the rotor of a rotating machine, in particular a hydrogenerator (20) rotating about a vertical axis, comprises a combined axial and radial bearing (23) which is accommodated in a bearing body (24) on which support arms () 27) are arranged. The free ends of the support arms (27) are supported on a stable base. Between the bearing body (24) and a foundation (21) surrounding the rotor, additional tangentially oriented connecting elements (29) are arranged for absorbing radial forces and for centering the bearing, said connecting elements (29) at a first end on the foundation (21) and at a second end are attached to articulation points (31) arranged directly on the bearing body (24). This results in a material-saving design, an optimization of the individual storage functions and an improved adjustability.

Description

TECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der rotierenden Maschinen. Sie betrifft eine Lagerungseinrichtung für den Rotor einer rotierenden Maschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to the field of rotating machines. It relates to a bearing device for the rotor of a rotating machine according to the preamble of claim 1.

Eine solche Lagerungseinrichtung ist z. B. aus der Druckschrift CH-A5-578 708 bekannt.Such a storage device is such. B. from the publication CH-A5-578 708 known.

STATE OF THE ART

Bei rotierenden Maschinen mit grossen Abmessungen wie z. B. vertikal angeord neten Hydrogeneratoren ergeben sich bei der Lagerung der Rotoren spezielle Probleme, die ihre Ursache vor allem in dem extremen Verhältnis zwischen den Aussenabmessungen, die meist mehrere Meter betragen, und dem Lagerspiel, das im Bereich von Zehntel mm liegt, haben. Die Rotoren derartiger Hydrogene ratoren werden üblicherweise mittels zweier voneinander beabstandeter Radial- bzw. Führungslager im Bezug auf eine Drehachse fixiert. Das Gewicht und an dere, insbesondere von der Wasserturbine herrührende, axiale Kräfte werden von wenigstens einem Axial- bzw. Traglager aufgefangen, das meist mit einem der Radiallager zu einem kombinierten Axial- und Radiallager zusammengefasst und in einem gemeinsamen Lagerkörper untergebracht ist. Die Lagerkörper sind die Zentralkörper eines Lagersterns bzw. Tragsterns oder Führungssterns, der durch vom Lagerkörper in radialer Richtung ausgehende Tragarme gebildet wird. Die Tragarme stützen sich zum Abfangen axialer Kräfte mit ihren freien äusseren Enden in axialer Richtung entweder am üblicherweise aus Beton gegossenen Fundament ab, das den Generator konzentrisch umgibt, oder am Stator des Ge nerators. Beispiele für derartige Tragsterne bzw. Führungssterne sind in der ein gangs genannten CH-A5-578 708 bzw. der dazu korrespondierenden US-A- 4,258,280 oder der CH-A5-583 469 beschrieben. Ein Beispiel für ein kombiniertes Axial- und Radiallager bzw. Trag- und Führungslager findet sich in der Fig. 1 der EP-A1-0 586 861.For rotating machines with large dimensions such as B. vertically angeord Neten hydrogenerators arise in the storage of the rotors special problems, which are mainly due to the extreme ratio between the outer dimensions, which are usually several meters, and the bearing play, which is in the range of tenths of a millimeter. The rotors of such hydrogenators are usually fixed by means of two spaced radial or guide bearings with respect to an axis of rotation. The weight and other axial forces, in particular those originating from the water turbine, are absorbed by at least one axial or support bearing, which is usually combined with one of the radial bearings to form a combined axial and radial bearing and is accommodated in a common bearing body. The bearing bodies are the central bodies of a bearing star or support star or guide star, which is formed by support arms extending from the bearing body in the radial direction. The support arms are supported to intercept axial forces with their free outer ends in the axial direction either on the foundation, usually cast from concrete, which surrounds the generator concentrically, or on the stator of the generator. Examples of such support stars or guide stars are described in the aforementioned CH-A5-578 708 or the corresponding US-A-4,258,280 or CH-A5-583 469. An example of a combined axial and radial bearing or support and guide bearing can be found in FIG. 1 of EP-A1-0 586 861.

Um auch radiale Kräfte auffangen zu können, die beispielsweise durch Unwuchten im Rotor oder Wechselwirkungen zwischen Rotor und Stator entstehen, sind die Tragarme im Stand der Technik in radialer Richtung bis zur umgebenden Beton wandung verlängert und mit dort eingelassenen Metallelementen fest verschraubt worden. Hierdurch wurde eine hohe Steifigkeit des Tragsternes erreicht, die im wesentlichen durch die Steifigkeit der in Längsrichtung auf Druck beanspruchten Arme bestimmt wurde. Nachteilig bei dieser Anordnung ist jedoch, dass bei einer Wärmedehnung der Arme des Tragsternes sehr grosse, in radialer Richtung wir kende Druckkräfte entstehen, die gerade bei oberhalb der Maschine angeordneten Tragsternen von der dort eher dünnen Betonwandung nicht ohne weiteres aufge nommen werden können. Zudem bringt eine solche steife Konstruktion grosse radiale Kräfte in das Lagergehäuse ein. Diese können durch eine resultierende Dezentrierung oder Deformationen des Lagergehäuses das Lagerspiel beeinflussen, und so im Extremfall die Funktionsfähigkeit des Lagers gefährden. Es ist deshalb in der bereits genannten CH-A5-583 469 vorgeschlagen worden, die Arme eines Tragsternes untereinander zu versteifen und deren freie Enden in der Betonwandung durch vorgespannte Wälzkörper in tangentialer Richtung festzulegen, während sie in radialer Richtung verschiebbar gelagert sind.In order to be able to absorb radial forces, for example due to unbalance in the rotor or interactions between the rotor and stator occur Support arms in the prior art in a radial direction to the surrounding concrete wall extended and screwed tightly with embedded metal elements Service. As a result, a high rigidity of the support star was achieved, which in essentially due to the rigidity of the pressure in the longitudinal direction Arms was determined. A disadvantage of this arrangement, however, is that with one Thermal expansion of the arms of the support star is very large, in the radial direction kendigen pressure forces arise, which are just arranged above the machine Support stars from the rather thin concrete wall there are not easily opened can be taken. In addition, such a rigid construction brings great radial forces into the bearing housing. These can result from a Decentration or deformation of the bearing housing the bearing play influence, and in extreme cases endanger the functionality of the bearing. It has therefore been proposed in the above-mentioned CH-A5-583 469 stiffen the arms of a supporting star with each other and their free ends in the concrete wall through prestressed rolling elements in the tangential direction fix while they are slidably mounted in the radial direction.

Einen anderen Weg zur Lösung des mit der thermischen Ausdehnung verbunde nen Problems bei Tragsternen bzw. Führungssternen hat dagegen die eingangs genannte CH-A5-578 708 eingeschlagen: Hier werden zum Abfangen radialer Kräfte Verbindungselemente eingesetzt, die tangential zu einem gedachten, zur Drehachse koaxialen Zylinder angeordnet sind und - bei einem reinen Radial- bzw. Führungslager - die Arme des Lagersterns bilden (s. Fig. 2 der CH-A5-578 708) oder - bei einem kombinierten Axial- und Radiallager - zwischen den Enden der (radialen) Tragarme und der Betonwandung verlaufen (in Fig. 6 der CH-A5- 578 708 dargestellt). In neueren Hydrogeneratoren (wie sie z. B. im Wasserkraftwerk Bieudron, Schweiz, eingesetzt sind; siehe dazu auch den Prospekt der Anmelderin "Hydrogenerators with oblique elements. Top technology from ALSTOM power", September 2000) weisen die Tragarme der kombinierten Trag- und Führungslager einschliesslich der Verbindungselemente zu der Betonwandung in einer stabilen Schweisskonstruktion durchgehend eine tangentiale Orientierung auf.CH-A5-578 708, however, has taken a different approach to solving the problem associated with thermal expansion in the case of supporting stars or guide stars: Here, connecting elements are used to intercept radial forces that are tangential to an imaginary cylinder that is coaxial with the axis of rotation are arranged and - in the case of a pure radial or guide bearing - form the arms of the bearing star (see FIG. 2 of CH-A5-578 708) or - in the case of a combined axial and radial bearing - between the ends of the (radial) support arms and the concrete wall (shown in Fig. 6 of CH-A5- 578 708). In newer hydrogenerators (such as those used in the hydropower plant in Bieudron, Switzerland; see also the prospectus of the applicant "Hydrogenerators with oblique elements. Top technology from ALSTOM power", September 2000), the support arms of the combined support and Guide bearing including the connecting elements to the concrete wall in a stable welded construction throughout a tangential orientation.

Durch die tangentiale orientierte Anordnung der Verbindungselemente bzw. Tragarme wird erreicht, dass Wärmeausdehnungen in unkritische Verdrehungen des Lagerkörpers um die Maschinenachse umgesetzt werden. Die Wirkungsweise der tangential orientierten Verbindungselemente bzw. Schrägspeichen ist im Detail in der Druckschrift Brown Boveri Mitteilungen 2, Band 67, S. 108-116, Februar 1980, beschrieben.The tangentially oriented arrangement of the connecting elements or support arms ensures that thermal expansions are converted into uncritical rotations of the bearing body about the machine axis. The mode of operation of the tangentially oriented connecting elements or inclined spokes is described in detail in Brown Boveri Mitteilungen 2 , Volume 67 , pp. 108-116, February 1980.

Nachteilig bei den herkömmlichen Tragsternen mit tangential orientierten Verbindungselementen ist jedoch die direkte Verknüpfung zwischen den eigentlichen Tragarmen, welche die axialen Kräfte aufnehmen und in das Fundament einleiten, und den tangentialen Verbindungselementen, welche die radialen Kräfte in eine Verdrehung umwandeln und für die Zentrierung des Lagerkörpers zuständig sind. Diese direkte Verknüpfung führt einerseits zu schweren und materialaufwendigen Konstruktionen des Lagersterns und verhindert andererseits eine getrennte Optimierung der für die axialen und radialen Kräfte zuständigen Konstruktionselemente. Ausserdem können unsymmetrische Verformungen, wie sie durch Veränderungen des Fundamentes oder durch starke elektromagnetische Felder vorkommen können, nicht ohne weiteres kompensiert werden.A disadvantage of the conventional supporting stars with tangential orientation However, fasteners is the direct link between the actual support arms, which absorb the axial forces and into the Introduce the foundation, and the tangential connecting elements, which the convert radial forces into a twist and for centering the Bearing body are responsible. On the one hand, this direct link leads to heavy and material-intensive constructions of the bearing star and on the other hand, prevents a separate optimization for the axial and radial forces responsible construction elements. You can also asymmetrical deformations, as caused by changes in the foundation or can occur through strong electromagnetic fields, not without further compensated.

PRESENTATION OF THE INVENTION

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Lagerungseinrichtung für den Rotor einer rotierenden Maschine, insbesondere eines um eine vertikale Achse rotierenden Hydrogenerators, zu schaffen, welche die Nachteile bekannter Lagerungseinrich tungen vermeidet und sich insbesondere durch eine materialsparende Konstruk tion, eine Optimierung der einzelnen Lagerfunktionen und eine verbesserte Ein stellbarkeit auszeichnet.It is therefore an object of the invention to provide a bearing device for the rotor rotating machine, in particular one rotating about a vertical axis Hydrogenerators, which create the disadvantages of known storage devices avoids and especially through a material-saving construction tion, an optimization of the individual warehouse functions and an improved on excellence.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, beim kombinierten Axial- und Radiallager die Aufnahme der axialen Kräfte wie Gewichtskräfte und Schubkräfte vollständig von der Aufnahme radialer Kräfte und der Aufgabe der Zentrierung und radialen Führung zu entkoppeln, indem zur Aufnahme radialer Kräfte und zur Zentrierung tangential orientierte Verbindungselemente vorgesehen sind, welche mit dem einen Ende an dem Fundament und mit dem anderen Ende unmittelbar am Lagerkörper angelenkt sind. Unter der tangentialen Orientierung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass die Verbindungselemente gegen den Radius in ihrem Anlenkpunkt in Umfangsrichtung um einen Winkel geneigt angeordnet sind, dieser Neigungswinkel ist unter allen Umständen grösser als 0°, bevorzugt grösser als 30°, und erreicht bei volltangentialer Orientierung 90°. Vereinfacht kann diese Konfiguration als eine Kombination zweier voneinander unabhängiger Lagersterne angesehen werden. Hierdurch ist es insbesondere möglich, auf aufwendige Querverstrebungen zwischen den Tragarmen des Lagersterns zu verzichten. Darüber hinaus lässt sich durch die erfindungsgemässe Anordnung die Tragkonstruktion vereinfachen und damit eine Einsparung an Material und Gewicht erzielen.The object is achieved by the entirety of the features of claim 1. The essence of the invention is in the combined axial and radial bearing the absorption of axial forces such as weight and shear forces completely from the absorption of radial forces and the task of centering and radial Decouple the guide by absorbing radial forces and centering tangentially oriented connecting elements are provided, which with the one end on the foundation and the other end immediately on Bearing body are articulated. Under the tangential orientation is in the sense of present invention to understand that the connecting elements against the Radius inclined at an angle in the articulation point in the circumferential direction are arranged, this angle of inclination is greater than 0 ° in all circumstances, preferably greater than 30 °, and reaches 90 ° with full tangential orientation. This configuration can be simplified as a combination of two independent camp stars. This makes it special possible on complex cross struts between the support arms of the Renounce bearing star. In addition, the Arrangement according to the invention simplify the supporting structure and thus a Achieve savings in material and weight.

Von Vorteil ist bei dieser Konstruktion, wenn die Elemente, welche die axiale Last tragen, in Umfangsrichtung weich ausgebildet sind, und die tangential orientierten Elemente eine möglichst geringe Steifigkeit in axialer Richtung aufweisen.This construction is advantageous if the elements that support the axial load wear, are soft in the circumferential direction, and the tangentially oriented Elements have the lowest possible stiffness in the axial direction.

Bevorzugt sind die tangential orientierten Verbindungselemente in ihrer Länge einstellbar ausgebildet, wobei die Verbindungselemente insbesondere nach Art eines Spannschlosses durch Kombination eines Links- und eines Rechtsgewindes in der Länge stufenlos einstellbar sind. Hierdurch ist es möglich, auf einfache Weise zu jeder Zeit eine Zentrierung oder eine Korrektur der Zentrierung vorzunehmen und auch durch Erzeugen bestimmter, auch ungleichmässig verteilter Vorspannungen das Betriebsverhalten des Rotors und der gesamten Maschine vorteilhaft zu beeinflussen.The length of the tangentially oriented connecting elements is preferred adjustable, the connecting elements in particular according to Art a turnbuckle by combining a left-hand and a right-hand thread are infinitely adjustable in length. This makes it possible to simple Center or correct the centering at any time and also by creating certain, even uneven distributed biases the operating behavior of the rotor and the overall To influence the machine advantageously.

Die Entkopplung der axial und radial wirkenden Lagersterne und die flexible An passung der Lagerungseinrichtung werden weiter verbessert, wenn die Verbin dungselemente darüber hinaus als Gelenkstreben ausgebildet sind, welche mittels Lagerböcken am Lagerkörper bzw. am Fundament schwenkbar angelenkt sind. Derartige Gelenkstreben und die zugehörigen Lagerböcke sind als vorgefertigte Teile in unterschiedlichen Dimensionierungen erhältlich und verringern so die Ko sten der Konstruktion.The decoupling of the axially and radially acting bearing stars and the flexible type Fit of the storage facility will be further improved if the connection tion elements are also designed as articulated struts, which by means of Bearing blocks are pivoted on the bearing body or on the foundation. Such hinge struts and the associated bearing blocks are prefabricated Parts available in different dimensions and thus reduce the knock-out most of the construction.

Besonders vorteilhaft ist es für die Trennung der axialen und radialen Lagerfunk tionen, wenn innerhalb des kombinierten Axial- und Radiallagers das Radiallager und das Axiallager in axialer Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind, und die Verbindungselemente im Bereich des Radiallagers und die Tragarme im Bereich des Axiallagers am Lagerkörper befestigt sind.It is particularly advantageous for the separation of the axial and radial bearing radio if the radial bearing is within the combined axial and radial bearing and the thrust bearing are arranged offset from one another in the axial direction, and the connecting elements in the area of the radial bearing and the support arms in Area of the thrust bearing are attached to the bearing body.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further embodiments result from the dependent claims.

BRIEF EXPLANATION OF THE FIGURES

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusam menhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigenIn the following, the invention is to be described using exemplary embodiments together Menhang be explained in more detail with the drawing. Show it

Fig. 1 in einem schematisierten Längsschnitt den mittels eines Radialla gers und eines kombinierten Axial- und Radiallagers gelagerten Rotor eines vertikale angeordneten Hydrogenerators, wie er zur Anwendung der Erfindung besonders geeignet ist; Fig. 1, as it is particularly suitable for applying the invention in a schematic longitudinal section of the vertical generator by means of a hydraulic arranged Radialla gers a combined axial and radial bearing supported rotor, and;

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben ein bevorzug tes Ausführungsbeispiel für eine Lagerungseinrichtung nach der Erfindung bei einem in einem ringförmigen Fundament angeord neten Hydrogenerator gemäss der in Fig. 1 dargestellten Konfigu ration; und Fig. 2 in a perspective view obliquely from above, a preferred embodiment for a storage device according to the invention in a angeord in a ring-shaped foundation designated hydrogenerator according to the configuration shown in Fig. 1; and

Fig. 3 in einer perspektivischen Schrägansicht von unten die Lagerungs einrichtung aus Fig. 2 ohne das Fundament. Fig. 3 in a perspective oblique view from below the storage device of FIG. 2 without the foundation.

WAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION

In Fig. 1 ist in einem schematisierten Längsschnitt der Rotor 11 eines Hydrogene rators 10 dargestellt, in welchem die Erfindung ganz besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann. Die dargestellte Erfindung kann selbstverständlich auch für andere Maschinen vorteilhaft einsetzen werden, so beispielsweise bei der Lagerung des Antriebsstranges grosser Schiffe. Der Rotor 11 rotiert um eine ver tikale Achse 19. Er weist eine Welle 12 auf, die mittels eines (unteren) Radialla gers 16 und eines (oberen) kombinierten Axial- und Radiallagers 18 drehbar gela gert ist. Das kombinierte Axial- und Radiallager 18 umfasst übereinander ange ordnet ein zweites Radiallager 15 und ein Axiallager 14, auf dem die Welle 12 mit einem Tragring 13 ruht. Die Radiallager 15, 16 sind zur Führung und Zentrierung des Rotors 11 im Bezug auf die Drehachse 19 vorgesehen. Darüber hinaus fan gen sie radiale Kräfte auf, die z. B. durch eine Unwucht des Rotors entstehen können. Das Axiallager 14 fängt die axialen Kräfte auf, die sich insbesondere durch das Eigengewicht des Rotors 11, die elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem Rotor 11 und dem ihn konzentrisch umgebenden (in Fig. 1 nicht gezeigten) Stator und den Schub ergeben, der durch die Einwirkung des Wasser auf die am unteren Ende des Rotors 11 angebrachte Turbine 17 entsteht. Das kombinierte Axial- und Radiallager 18 kann aber auch die Position mit dem Ra diallager 16 tauschen und entsprechend unten angeordnet sein.In Fig. 1, the rotor 11 of a hydrogenator 10 is shown in a schematic longitudinal section, in which the invention can be used particularly advantageously. The invention shown can of course also be used advantageously for other machines, for example when storing the drive train of large ships. The rotor 11 rotates about a vertical axis 19 . It has a shaft 12 which is rotatably supported by means of a (lower) radial bearing 16 and an (upper) combined axial and radial bearing 18 . The combined axial and radial bearing 18 comprises one another arranged a second radial bearing 15 and an axial bearing 14 on which the shaft 12 rests with a support ring 13 . The radial bearings 15 , 16 are provided for guiding and centering the rotor 11 with respect to the axis of rotation 19 . In addition, they caught radial forces that z. B. can arise from an imbalance of the rotor. The thrust bearing 14 absorbs the axial forces that result in particular from the dead weight of the rotor 11 , the electromagnetic interaction between the rotor 11 and the stator concentrically surrounding it (not shown in FIG. 1) and the thrust caused by the action of the Water is generated on the turbine 17 attached to the lower end of the rotor 11 . The combined axial and radial bearing 18 can also swap the position with the radial bearing 16 and be arranged accordingly below.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf die Art, in welcher die auf das kombinierte Axial- und Radiallager 18 wirkenden axialen und radialen Kräfte direkt oder über den Stator in das üblicherweise aus Beton bestehende Fundament der Maschine eingeleitet werden. In Fig. 2 ist dazu in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemässe Lagerungseinrichtung wiedergegeben. Dargestellt ist in der Figur das (obere) kombinierte Axial- und Radiallager 23 eines Hydrogenerators 20, der von einem hohlzylindrischen, ringförmigen Fundament 21 aus Beton umgeben ist. Durch das oben offene kombinierte Axial- und Radiallager 23 hindurch erstreckt sich ein Stück der Welle 22 des Rotors. Der aktive Rotorteil wird an dieses Stück der Welle 22 mittels eines Flansches 32 angeflanscht (Fig. 3), der unterhalb des Lagers 23 angeordnet ist. Das kombinierte Axial- und Radiallager 23 umfasst ein Radiallager 25 und ein darunter angeordnetes (in Fig. 2 und 3 nicht sichtbares) Axiallager. Beide Lager sind in einem Lagerkörper 24 untergebracht, der nach aussen durch einen ringförmigen Aussenmantel begrenzt wird. The present invention now relates to the manner in which the axial and radial forces acting on the combined axial and radial bearing 18 are introduced directly or via the stator into the machine's foundation, which is usually made of concrete. In FIG. 2 this in a perspective view obliquely from above of a preferred embodiment for an inventive storage device reproduced. The figure shows the (upper) combined axial and radial bearing 23 of a hydrogen generator 20 , which is surrounded by a hollow cylindrical, annular foundation 21 made of concrete. A piece of the shaft 22 of the rotor extends through the combined axial and radial bearing 23 , which is open at the top. The active rotor part is flanged to this piece of shaft 22 by means of a flange 32 ( FIG. 3), which is arranged below the bearing 23 . The combined axial and radial bearing 23 comprises a radial bearing 25 and an axial bearing arranged underneath (not visible in FIGS. 2 and 3). Both bearings are accommodated in a bearing body 24 which is delimited on the outside by an annular outer jacket.

Am Lagerkörper 24 sind im unteren Bereich des Axiallagers sternförmig und radial nach aussen gerichtet sechs Tragarme 27 angebracht. Selbstverständlich müssen diese Tragarme keineswegs zwingend, wie im Beispiel dargestellt, streng radial orientiert sein. Jeder der Tragarme 27 umfasst eine senkrecht stehende, sich nach aussen verjüngende Metallplatte 33, die mit einer zugehörigen Rippe 34 verschraubt ist. Die Rippen 34 sind ihrerseits teilweise untergreifend am Lagerkörper 24 angeschweisst. An den äusseren Enden der Tragarme 27 sind unterseitig Befestigungselemente 28 angeordnet, mit denen die Tragarme 27 auf der Oberseite des Stators befestigt sind. Die Befestigungselemente 28 sind in radialer Richtung biegeweich ausgebildet. Bei den in Fig. 2 und 3 beispielhaft dargestellten Elementen wird dies durch zwei senkrecht stehende, parallele und in radialer Richtung hintereinander angeordnete Blechstreifen erreicht, die oben und unten jeweils durch eine waagerechte Platte miteinander verbunden sind. Die Befestigungselemente können selbstverständlich aber auch Puffer aus Elastomeren oder andere zur Erfüllung der Funktion geeignete Konstruktionselemente sein. Die Tragarme 27 bilden zusammen mit dem Lagerkörper 24 einen Lagerstern 26, der die axialen Kräfte, die auf das Axiallager wirken, über einen im Sinne der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Stator in das Fundament 21 einleitet. Die in radialer Richtung biegeweichen Befestigungselemente 28 stellen sicher, dass bei einer thermischen Ausdehnung des Lagersterns 26 die entstehenden Bewegungen aufgenommen und die Be lastung und Deformation des Lagerkörpers 24 gering gehalten wird. Ebenso sind die Tragarme so ausgeführt, dass die Axiallagerung auch in Umfangsrichtung nur eine geringe Steifigkeit aufweist.Six support arms 27 are attached to the bearing body 24 in the lower region of the axial bearing in a star shape and directed radially outward. Of course, these support arms do not have to be strictly radially oriented, as shown in the example. Each of the support arms 27 comprises a vertical metal plate 33 which tapers outwards and is screwed to an associated rib 34 . The ribs 34 are in turn welded partially under the bearing body 24 . At the outer ends of the support arms 27 , fastening elements 28 are arranged on the underside, with which the support arms 27 are fastened on the upper side of the stator. The fastening elements 28 are designed to be flexible in the radial direction. In the case of the elements shown by way of example in FIGS. 2 and 3, this is achieved by means of two vertical, parallel, radial strips of sheet metal arranged one behind the other, each of which is connected to the other by a horizontal plate. The fastening elements can of course also be buffers made of elastomers or other construction elements suitable for fulfilling the function. The support arms 27 together with the bearing body 24 form a bearing star 26 which introduces the axial forces which act on the axial bearing into the foundation 21 via a stator (not shown for the sake of clarity). The fastening elements 28, which are flexible in the radial direction, ensure that, in the event of thermal expansion of the bearing star 26, the resulting movements are absorbed and the loading and deformation of the bearing body 24 are kept low. The support arms are also designed in such a way that the axial bearing has only a low level of rigidity even in the circumferential direction.

Das exakte Positionieren des Lagerkörpers 24 bzw. der Welle 22 im Bezug auf die Drehachse wird bei der Lagereinrichtung gemäss Fig. 2 und 3 dagegen von (im Beispiels sechs) längenverstellbaren Gelenkstreben 29 übernommen. Das hat im Gegensatz zu den bis heute realisierten Bauformen den Vorteil, dass eine Einstellung der Zentrierung auch im fertig montierten Zustand möglich ist. Die Gelenkstreben 29 sind mittels Lagerböcken 30, 31 mit dem inneren Ende auf der Höhe des Radiallagers 25 am Aussenmantel des Lagerkörpers 24 und mit dem äusseren Ende an der Innenseite des Fundaments 21 schwenkbar angelenkt. Die Gelenkstreben 29 sind tangential zu einem konzentrisch zur Welle 22 angeordneten gedachten Kreis orientiert, so dass eine Ausdehnung des Lagerkörpers 24 in eine Verdrehung um die Rotationsachse der Maschine überführt wird. Die Gelenkstreben 29 sind mittels einer Kombination aus einem Rechts- und Linksgewinde nach Art eines Spannschlosses längenverstellbar ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, auf einfache Weise und zu jeder Zeit nicht nur den Rotor bzw. die Welle im Bezug auf die Rotationsachse zu zentrieren oder nachzuzentrieren, sondern auch symmetrische oder unsymmetrische Vor spannungen aufzubauen, welche die Laufeigenschaften des Rotors, insbesondere im Bezug auf Schwingungsfrequenzen, vorteilhaft beeinflussen. Die Gelenkstre ben 29 haben weiterhin den Vorteil, dass sie als handelsübliche Bauteile erhältlich sind und gegenüber aufwendigen Schweisskonstruktionen vergleichsweise leicht und platzsparend sind. Geeignete Gelenkstreben werden beispielsweise von der deutschen Firma Lisega GmbH, Zeven, unter der Typbezeichnung 39 angeboten.The exact positioning of the bearing body 24 or the shaft 22 with respect to the axis of rotation is taken over by (in the example six) length-adjustable articulated struts 29 in the bearing device according to FIGS. 2 and 3. In contrast to the designs that have been implemented to date, this has the advantage that the centering can also be adjusted in the fully assembled state. The hinge struts 29 are pivoted by means of bearing blocks 30 , 31 with the inner end at the level of the radial bearing 25 on the outer surface of the bearing body 24 and with the outer end on the inside of the foundation 21 . The articulated struts 29 are oriented tangentially to an imaginary circle arranged concentrically to the shaft 22 , so that an expansion of the bearing body 24 is converted into a rotation about the axis of rotation of the machine. The articulated struts 29 are designed to be length-adjustable by means of a combination of a right-hand and left-hand thread in the manner of a turnbuckle. This makes it possible, in a simple manner and at any time, not only to center or re-center the rotor or the shaft with respect to the axis of rotation, but also to build up symmetrical or asymmetrical voltages which relate to the running properties of the rotor, in particular with regard to vibration frequencies , beneficial influence. The articulated struts ben 29 also have the advantage that they are available as commercially available components and are comparatively light and space-saving compared to complex welded structures. Suitable joint struts are offered, for example, by the German company Lisega GmbH, Zeven, under the type designation 39 .

Die erfindungsgemässe Lagerungseinrichtung zeichnet sich insgesamt durch fol gende Eigenschaften und Besonderheiten aus:
The storage device according to the invention is characterized overall by the following properties and special features:

- The functions carrying and positioning are separate;
- Carrying is still carried out by support arms;
- the support arms are arranged radially,
- The support arms are attached to the outside on flexible elements on the stator; the thermal expansion is recorded here, so that the bearing body is not excessively stressed and deformed;
- The exact positioning of the bearing body or the shaft is done by Ge steering aspire
- The hinge struts are oriented tangentially at articulation points on the bearing body and attached to the foundation so that the thermal expansion is easy in a rotary motion is converted;
The radial support arms have low rigidity in the circumferential direction, such that the rotational movement of the bearing body as little as possible is hindered;
- radial forces are conducted directly into the foundation via the articulated struts;
- The length of the joint struts is easily adjustable; this is the exact Positioning of the shaft is possible; also a later necessary one Correction of the shaft position is possible without any problems; and
- The adjustable articulated struts allow the adjustment of a vorbe agreed preload of the storage facility.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

, .

2020

Hydrogenerator
Hydro generator

1111

Rotor
rotor

1212

, .

2222

Welle
wave

1313

Tragring
support ring

1414

Axiallager (Traglager)
Thrust bearing

1515

, .

1616

Radiallager (Führungslager)
Radial bearing (guide bearing)

1717

Turbine
turbine

1818

kombiniertes Axial- und Radiallager
combined axial and radial bearing

1919

Achse
axis

2121

Fundament
foundation

2323

kombiniertes Axial- und Radiallager
combined axial and radial bearing

2424

Lagerkörper
bearing body

2525

Radiallager
radial bearings

2626

Lagerstern
bearing star

2727

Tragarm
Beam

2828

Befestigungselement (in radialer Richtung biegeweich)
Fastening element (flexible in the radial direction)

2929

Gelenkstrebe (längenverstellbar)
Articulated strut (adjustable in length)

3030

, .

3131

Lagerbock
bearing block

3232

Flansch
flange

3333

Metallplatte
metal plate

3434

Rippe
rib

Claims

1. Storage device for the rotor ( 11 ) of a rotating machine, in particular a hydrogenerator ( 10 , 20 ) rotating about a vertical axis ( 19 ), comprising a combined axial and radial bearing ( 18 , 23 ) which is located in a bearing body ( 24 ) is housed, on which bearing bodies for receiving axial forces are attached support arms ( 27 ) which are supported with the free ends on a load-bearing base, and between the bearing body ( 24 ) and a foundation ( 21 ) surrounding the rotor ( 11 ) Absorption of radial forces and connecting elements ( 29 ) oriented tangentially for centering the bearing body are provided, which are articulated on the foundation ( 21 ) at a first end, and which connecting elements ( 29 ) are arranged on a second end on a bearing body ( 24 ) directly on the bearing body Articulation point are attached.

2. Storage device according to claim 1, characterized in that the connecting elements ( 29 ) are adjustable in length.

3. Storage device according to claim 2, characterized in that the connecting elements ( 29 ) are infinitely adjustable in length in the manner of a turnbuckle by combining a left-hand and a right-hand thread.

4. Storage device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the connecting elements are designed as articulated struts ( 29 ) which are pivotally articulated by means of bearing blocks ( 30 , 31 ) on the bearing body ( 24 ) or on the foundation ( 21 ) ,

5. Bearing device according to one of claims 1 to 4, characterized in that within the combined axial and radial bearing ( 18 , 23 ), the radial bearing ( 15 , 25 ) and the axial bearing ( 14 ) are arranged offset from one another in the axial direction, and that the connecting elements ( 29 ) in the area of the radial bearing ( 25 ) and the support arms ( 27 ) in the area of the axial bearing ( 14 ) are articulated on the bearing body ( 24 ).

6. Storage device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the support arms ( 27 ) with their free ends via flexible in the radial direction fasteners ( 28 ) are attached to the load-bearing base, such that the carrying and guiding function of Storage devices are separate and independent of each other.

7. Storage device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the machine ( 10 , 20 ) has a rotor ( 11 ) concentrically around the stator, and that the support arms ( 27 ) with their free ends on the stator support.

8. Use of a storage device according to one of claims 1 to 7 in a hydrogenerator with a vertically arranged axis.