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DE102024108257B4 - Main bearing of a wind turbine - Google Patents

Main bearing of a wind turbine

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Publication number
DE102024108257B4
DE102024108257B4 DE102024108257.7A DE102024108257A DE102024108257B4 DE 102024108257 B4 DE102024108257 B4 DE 102024108257B4 DE 102024108257 A DE102024108257 A DE 102024108257A DE 102024108257 B4 DE102024108257 B4 DE 102024108257B4
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DE
Germany
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bearing
group
segments
radial position
bearing segments
Prior art date
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DE102024108257.7A
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German (de)
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Christoph König
Franz Hauer
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hauptlagerung (1) einer Windkraftanlage, wobei die Hauptlagerung (1) als Gleitlager ausgebildet ist, wobei der Lageraußenring (2) des Gleitlagers aus einer Anzahl Lagersegmenten (3, 4) besteht, die über den Umfang des Lageraußenrings (2) angeordnet sind, und wobei die Lagersegmente (3, 4) eine Lagerfläche (5, 6) aufweisen, die auf eine definierte radiale Lage (r1, r2) eingestellt oder einstellbar sind. Um eine als Gleitlager ausgebildete Hauptlagerung einer Windkraftanlage so fortzubilden, dass Reibung und somit Verschleiß bei Start- und Stoppvorgängen vermindert werden können, sieht die Erfindung vor, dass die Lagersegmente (3, 4) aus einer ersten Gruppe und einer zweiten Gruppe bestehen, wobei die Lagersegmente (3) der ersten Gruppe auf eine erste radiale Lage (r1) eingestellt oder einstellbar sind und wobei die Lagersegmente (3) der ersten Gruppe in radiale Richtung (r) eine erste Federelastizität aufweisen und wobei die Lagersegmente (4) der zweiten Gruppe auf eine zweite radiale Lage (r2) eingestellt oder einstellbar sind, die von der ersten radialen Lage (r1) verschieden ist, und wobei die Lagersegmente (4) der zweiten Gruppe in radiale Richtung (r) eine zweite Federelastizität aufweisen, die von der ersten Federelastizität verschieden ist, wobei die erste radiale Lage (r1) größer ist als die zweite radiale Lage (r2) und wobei die erste Federelastizität größer ist als die zweite Federelastizität. The invention relates to a main bearing (1) of a wind turbine, wherein the main bearing (1) is designed as a plain bearing, wherein the outer bearing ring (2) of the plain bearing consists of a number of bearing segments (3, 4) arranged around the circumference of the outer bearing ring (2), and wherein the bearing segments (3, 4) have a bearing surface (5, 6) which is set or adjustable to a defined radial position (r 1 , r 2 ). To further develop a main bearing designed as a sliding bearing for a wind turbine in such a way as to reduce friction and thus wear during start-up and stop-down processes, the invention provides that the bearing segments (3, 4) consist of a first group and a second group, wherein the bearing segments (3) of the first group are set or adjustable to a first radial position (r 1 ) and wherein the bearing segments (3) of the first group have a first spring elasticity in the radial direction (r) and wherein the bearing segments (4) of the second group are set or adjustable to a second radial position (r 2 ) which differs from the first radial position (r 1 ) and wherein the bearing segments (4) of the second group have a second spring elasticity in the radial direction (r) which differs from the first spring elasticity, wherein the first radial position (r 1 ) is greater than the second radial position (r 2 ) and wherein the first spring elasticity is greater than the second spring elasticity.

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die Erfindung betrifft eine Hauptlagerung einer Windkraftanlage, wobei die Hauptlagerung als Gleitlager ausgebildet ist, wobei der Lageraußenring des Gleitlagers aus einer Anzahl Lagersegmenten besteht, die über den Umfang des Lageraußenrings angeordnet sind, und wobei die Lagersegmente eine Lagerfläche aufweisen, die auf eine definierte radiale Lage eingestellt oder einstellbar sind.The invention relates to a main bearing of a wind turbine, wherein the main bearing is designed as a plain bearing, wherein the outer bearing ring of the plain bearing consists of a number of bearing segments arranged around the circumference of the outer bearing ring, and wherein the bearing segments have a bearing surface that is set or adjustable to a defined radial position.

Eine gattungsgemäße Hauptlagerung für eine Windkraftanlage ist aus der US 2020/0173425 A1 bekannt.A generic main bearing for a wind turbine is derived from the US 2020/0173425 A1 known.

Bei der Lagerung des Rotors einer Windkraftanlage sind hydrodynamische Gleitlager eine interessante Alternative zu Wälzlagern, die häufig hierfür eingesetzt werden. Solche Gleitlager erlauben einen Lagertausch auf dem Turm ohne Demontage des Rotors, was wirtschaftlich sehr interessant ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Segmentierung des Lageraußenrings besteht insbesondere bei sehr großen Windkraftanlagen darin, dass solche Gleitlager keine sehr großen Schmiede- und Härteanlagen benötigen und weiterhin auch die Segmente leichter zu transportieren sind.For supporting the rotor of a wind turbine, hydrodynamic plain bearings are an attractive alternative to the rolling bearings that are commonly used. These plain bearings allow for bearing replacement on the tower without disassembling the rotor, which is very cost-effective. Another significant advantage of segmenting the outer ring of the bearing, particularly in very large wind turbines, is that such plain bearings do not require large forging and hardening facilities, and the segments are also easier to transport.

Bei der genannten vorbekannten Lösung werden die einzelnen Lagersegmente des Außenrings hinsichtlich der zu erwartenden auftretenden Maximalbelastung ausgelegt und in der konstruktionsbedingt geforderten Position fixiert.In the aforementioned previously known solution, the individual bearing segments of the outer ring are designed with regard to the expected maximum load and fixed in the position required by the design.

Eine spezielle Berücksichtigung geringer Lastzustände erfolgt nicht.No special consideration is given to low load conditions.

Problematisch ist, dass bei Start- und Stoppvorgängen bei hydrodynamischen Gleitlagern Mischreibung vorliegt, wodurch ein gewisser Verschleiß der Gleitbeläge der Gleitlagersegmente verursacht wird. Ferner werden hierdurch relativ hohe Reibmomente in die Struktur eingeleitet. Bei geringen Windgeschwindigkeiten kann ein entsprechend hohes Reibmoment des Gleitlagers ein Starten des Windrades verhindern.The problem is that mixed friction occurs during start-up and stop-down processes in hydrodynamic plain bearings, causing a certain amount of wear on the sliding surfaces of the bearing segments. Furthermore, this introduces relatively high frictional torques into the structure. At low wind speeds, a correspondingly high frictional torque in the plain bearing can prevent the wind turbine from starting.

Aufgrund einer stark variablen Lastrichtung sind die einzelnen Segmente des Gleitlagers unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt und werden teilweise in gewissen Belastungsrichtungen gar nicht benötigt.Due to a highly variable load direction, the individual segments of the sliding bearing are exposed to different loads and are sometimes not needed at all in certain load directions.

Verschiedene Lösungen für die Gestaltung eines Gleitlagers sind aus der DE 10 2017 223 370 A1 , der US 2011/0188988 A1 , der US 2019/0195204 A1 und der WO 2019/120870 A1 bekannt.Various solutions for the design of a plain bearing are derived from the DE 10 2017 223 370 A1 , the US 2011/0188988 A1 , the US 2019/0195204 A1 and the WO 2019/120870 A1 known.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als Gleitlager ausgebildete Hauptlagerung einer Windkraftanlage so fortzubilden, dass Reibung und somit Verschleiß bei Start- und Stoppvorgängen vermindert werden können. Dadurch soll eine größere Gebrauchsdauer bei einer gattungsgemäßen Lagerung erreicht werden können.The invention is based on the objective of further developing a main bearing designed as a sliding bearing for a wind turbine in such a way that friction and thus wear during start-up and stop-down processes can be reduced. This should enable a longer service life for a bearing of this type.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung sieht vor, dass die Lagersegmente aus einer ersten Gruppe und einer zweiten Gruppe bestehen, wobei die Lagersegmente der ersten Gruppe auf eine erste radiale Lage eingestellt oder einstellbar sind und wobei die Lagersegmente der ersten Gruppe in radiale Richtung eine erste Federelastizität aufweisen und wobei die Lagersegmente der zweiten Gruppe auf eine zweite radiale Lage eingestellt oder einstellbar sind, die von der ersten radialen Lage verschieden ist, und wobei die Lagersegmente der zweiten Gruppe in radiale Richtung eine zweite Federelastizität aufweisen, die von der ersten Federelastizität verschieden ist, wobei die erste radiale Lage größer ist als die zweite radiale Lage und wobei die erste Federelastizität größer ist als die zweite Federelastizität.The solution to this problem by the invention provides that the bearing segments consist of a first group and a second group, wherein the bearing segments of the first group are set or adjustable to a first radial position and wherein the bearing segments of the first group have a first spring elasticity in the radial direction and wherein the bearing segments of the second group are set or adjustable to a second radial position which is different from the first radial position and wherein the bearing segments of the second group have a second spring elasticity in the radial direction which is different from the first spring elasticity, wherein the first radial position is greater than the second radial position and wherein the first spring elasticity is greater than the second spring elasticity.

Unter den genannten radialen Lagen ist zu verstehen, in welcher radialen Position die Lagerflächen der Lagersegmente positioniert sind, um das zu lagernde Teil, insbesondere also den Rotor der Windenergieanlage, aufzunehmen. Unter einer größeren radialen Lage ist zu verstehen, dass die Lagerfläche des Lagersegments näher am zu lagernden Teil, insbesondere also am Rotor der Windenergieanlage, angeordnet ist. Insoweit ist also der radiale Abstand der Lagerfläche des Lagersegments ausgehend vom Gehäuseteil gemeint, welches den Lageraußenring aufnimmt.The aforementioned radial positions refer to the radial position of the bearing surfaces of the bearing segments to accommodate the component being supported, in particular the rotor of the wind turbine. A larger radial position means that the bearing surface of the bearing segment is located closer to the component being supported, specifically the rotor of the wind turbine. This refers to the radial distance of the bearing surface of the bearing segment from the housing part that accommodates the outer bearing ring.

Bezüglich der Federelastizitäten sei angemerkt, dass bei einem hohen Wert der Federelastizität bei Aufbringung einer Kraft (vom Rotor) ein größerer Federweg (in radiale Richtung) erfolgt. Größere Federelastizität bedeutet also, dass die Federkonstante bzw. Federsteifigkeit (gemessen in N/m) einen kleineren Wert hat als im Falle einer kleineren Federelastizität.Regarding spring elasticities, it should be noted that a higher spring elasticity value results in a greater spring deflection (in the radial direction) when a force (from the rotor) is applied. Higher spring elasticity therefore means that the spring constant or spring stiffness (measured in N/m) has a lower value than in the case of lower spring elasticity.

Die Differenz zwischen der ersten radialen Lage und der zweiten radialen Lage beträgt bevorzugt zwischen 0,1 mm und 5,0 mm.The difference between the first radial layer and the second radial layer is preferably between 0.1 mm and 5.0 mm.

Die erste Federelastizität ist bevorzugt mindestens um den Faktor 3, vorzugsweise mindestens um den Faktor 5, größer als die zweite Federelastizität. Entsprechend ist die Federkonstante im Falle der ersten Federelastizität mindestens um den Faktor 3, vorzugsweise mindestens um den Faktor 5, kleiner als die Federkonstante im Falle der zweiten Federelastizität.The first spring elasticity is preferably at least 3 times, and preferably at least 5 times, greater than the second spring elasticity. Correspondingly, the spring constant in the case of the first spring elasticity is at least 3 times, and preferably at least 5 times, smaller. than the spring constant in the case of the second spring elasticity.

Die Lagersegmente der ersten Gruppe und die Lagersegmente der zweiten Gruppe sind bevorzugt axial nebeneinander angeordnet. Alternativ ist es allerdings auch möglich, dass die Lagersegmente der ersten Gruppe und die Lagersegmente der zweiten Gruppe in Umfangsrichtung alternierend aufeinander folgen. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass in Umfangsrichtung auf ein Lagersegment der ersten Gruppe mehr als ein Lagersegment der zweiten Gruppe (oder umgekehrt) folgt.The bearing segments of the first group and the bearing segments of the second group are preferably arranged axially adjacent to one another. Alternatively, however, it is also possible for the bearing segments of the first group and the bearing segments of the second group to follow one another alternately in the circumferential direction. It is also possible that, in the circumferential direction, more than one bearing segment of the second group follows a bearing segment of the first group (or vice versa).

Zumindest die Lagersegmente einer Gruppe bestehen bevorzugt jeweils aus einem Auflagerelement, welches auf einem Bauteil aus Elastomermaterial angeordnet ist, wobei das Bauteil aus Elastomermaterial an einem Gehäuseteil festgelegt ist. Durch das Bauteil aus Elastomermaterial wird in diesem Falle die genannte Elastizität zumindest einer Gruppe der Lagersegmente hergestellt.At least the bearing segments of a group preferably each consist of a support element arranged on a component made of elastomeric material, wherein the component made of elastomeric material is fixed to a housing part. In this case, the elasticity of at least one group of bearing segments is provided by the component made of elastomeric material.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lagersegmente der ersten Gruppe mit einem Fluidzufluss auf die Lagerfläche versehen sind, um eine hydrostatische Lagerfunktion herzustellen. Demgemäß wird hier eine hydrostatische Lagerfunktion erzeugt, welche vom Stillstand des Rotors ausgehend für eine praktisch reibungsfreie Lagerung sorgt, wodurch Verschleiß verhindert wird.A particularly preferred embodiment of the invention provides that the bearing segments of the first group are equipped with a fluid inlet to the bearing surface in order to create a hydrostatic bearing function. Accordingly, a hydrostatic bearing function is generated which, starting from a standstill of the rotor, ensures virtually frictionless bearing operation, thereby preventing wear.

Die Reibung und somit der auftretende Verschleiß bei Start- und Stoppvorgängen können also durch hydrostatische Schmiertaschen in Gleitlagersegmenten wesentlich minimiert werden. Gleitlagersegmente mit hydrostatischen Schmiertaschen haben im Normalbetrieb von Windkraftanlagen eine geringere Tragfähigkeit als Gleitlagersegmente ohne hydrostatische Schmiertaschen. Dies wird sehr vorteilhaft durch die Kombination von hydrostatischen und hydrodynamischen Schmiertaschen bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung genutzt.Friction, and therefore the wear occurring during start-up and stop-down processes, can be significantly minimized by hydrostatic lubrication pockets in plain bearing segments. Plain bearing segments with hydrostatic lubrication pockets have a lower load-bearing capacity in normal wind turbine operation than plain bearing segments without hydrostatic lubrication pockets. This is advantageously utilized by combining hydrostatic and hydrodynamic lubrication pockets in the proposed design.

Die Lagersegmente der ersten Gruppe können mit Einstellmitteln versehen sein, mit denen die erste radiale Lage verändert werden kann. Die Einstellmittel können dabei ein hydraulisches Kolben-Zylinder-System aufweisen, welches für die Einstellung der ersten radialen Lage verwendet wird. Als mögliche Alternative kann auch vorgesehen werden, dass die Einstellmittel ein mechanisches Stellsystem, insbesondere umfassend einen Tassenstößel, aufweisen, welches für die Einstellung der ersten radialen Lage verwendet wird. Mit dieser Ausgestaltung kann erreicht werden, dass die Lagersegmente der ersten Gruppe in ihrer radialen Zustellung auf den Rotor zurückgenommen werden, wenn der Anlauf des Motors stattgefunden hat; dies gilt insbesondere besonders vorteilhaft dann, wenn die Lagersegmente der ersten Gruppe als hydrostatische Elemente ausgebildet sind.The bearing segments of the first group can be equipped with adjusting means for changing their first radial position. These adjusting means can comprise a hydraulic piston-cylinder system used for adjusting the first radial position. Alternatively, the adjusting means can also comprise a mechanical adjusting system, in particular a tappet, used for adjusting the first radial position. This design ensures that the bearing segments of the first group are retracted in their radial position towards the rotor once the motor has started; this is particularly advantageous when the bearing segments of the first group are designed as hydrostatic elements.

Das vorgeschlagene hydrodynamische Gleitlager hat somit eine belastungsgesteuerte Gleitfläche. Es entsteht eine wachsende Gleitfläche bei steigender Belastung, während die Gleitlagersegmente mit hydrostatischen Schmiertaschen - zusätzliche zu den Gleitlagersegmenten ohne hydrostatische Schmiertaschen - beim Anlauf und beim Auslauf des Rotors für Verschleißarmut sorgen.The proposed hydrodynamic plain bearing thus has a load-controlled sliding surface. An increasing sliding surface is created with increasing load, while the plain bearing segments with hydrostatic lubrication pockets – in addition to the plain bearing segments without hydrostatic lubrication pockets – ensure low wear during rotor start-up and shutdown.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

  • 1 schematisch in der geschnittenen Seitenansicht ein Hauptlager einer Windkraftanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei von dem zur Lagerung eingesetzten Gleitlager nur ein Teil dargestellt ist, und
  • 2 schematisch in der geschnittenen Vorderansicht das Hauptlager gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei wiederum von dem zur Lagerung eingesetzten Gleitlager nur ein Teil dargestellt ist.
The drawings illustrate exemplary embodiments of the invention. They show:
  • 1 schematically in a cutaway side view a main bearing of a wind turbine according to a first embodiment of the invention, wherein only a part of the sliding bearing used for the bearing is shown, and
  • 2 schematically in the cutaway front view the main bearing according to a second embodiment of the invention, wherein again only a part of the sliding bearing used for support is shown.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

In 1 ist die Hauptlagerung 1 einer Windkraftanlage skizziert, die als Gleitlager ausgebildet ist. In einem Gehäuseteil 11 sind Lagersegmente 3, 4 angeordnet, welche den Lageraußenring 2 bilden und jeweils eine Lagerfläche 5, 6 aufweisen. Die Lagerflächen 5, 6 liegen dem Rotor der Windkraftanlage und namentlich dem Wellenteil 13 desselben gegenüber und lagern diesen. Die Lagersegmente 3, 4 erstrecken sich (was in 1 nicht dargestellt ist) um den gesamten Umfang des Wellenteils 13 herum, so dass letzteres vollständig abgestützt ist.In 1 The main bearing 1 of a wind turbine is sketched, which is designed as a plain bearing. Bearing segments 3, 4 are arranged in a housing part 11, forming the outer bearing ring 2 and each having a bearing surface 5, 6. The bearing surfaces 5, 6 face the rotor of the wind turbine and, in particular, the shaft part 13 thereof, and support it. The bearing segments 3, 4 extend (as shown in 1 (not shown) around the entire circumference of the shaft part 13, so that the latter is fully supported.

Aus 1 ist ersichtlich, dass die Lagersegmente 3, 4 aus zwei Gruppen bestehen. Die Lagersegmente 3 bilden eine erste eine Gruppe, die Lagersegmente 4 bilden eine zweite Gruppe. Im Ausführungsbeispiel nach 1 sind die beiden Gruppen 3, 4 in axiale Richtung a nebeneinander angeordnet und im Gehäuseteil 11 befestigt.Out of 1 It is evident that the bearing segments 3 and 4 consist of two groups. Bearing segments 3 form a first group, and bearing segments 4 form a second group. In the exemplary embodiment according to 1 The two groups 3, 4 are arranged next to each other in axial direction a and are attached in the housing part 11.

Weiterhin ist zu erkennen, dass die Oberfläche der Lagerfläche 5, 6 bei den beiden Gruppen 3 und 4 auf unterschiedlichen radialen Lagen angeordnet ist. Insoweit wird zunächst auf die radiale Richtung r hingewiesen, die in 1 eingetragen ist. Im Falle der Lagersegmente 3, d. h. im Falle der ersten Gruppe, liegt eine erste radiale Lage r1 vor, während im Falle der Lagersegmente 4, d. h. im Falle der zweiten Gruppe, eine zweite radiale Lage r2 gegeben ist. Die beiden radialen Lagen r1, r2 sind dabei quasi aus Sicht des Gehäuseteils 11 zu verstehen, wie sich aus der eingetragenen Bezeichnung der beiden radialen Lagen ergibt.Furthermore, it can be seen that the surface of the bearing surfaces 5, 6 is arranged in different radial positions for the two groups 3 and 4. In this respect, the radial direction r is first noted, which in 1 is entered. In the case of bearing segments 3, i.e., in the case of the first group, a first radial position r 1 is present, while in the case of bearing segments 4, i.e., in the case of the second group, a second radial position r 2 is given. The two radial positions r 1 , r 2 are to be understood as being from the perspective of the housing part 11, as can be seen from the registered designation of the two radial positions.

Dabei ist die erste radiale Lage r1 größer ist als die zweite radiale Lage r2. Demgemäß liegt die Oberfläche der Lagerfläche 5 näher am Wellenteil 13 als die Oberfläche der Lagerfläche 6, welche etwas weiter weg vom Wellenteil 13 liegt.The first radial layer r1 is larger than the second radial layer r2 . Accordingly, the surface of bearing surface 5 is closer to shaft part 13 than the surface of bearing surface 6, which is located somewhat further away from shaft part 13.

Ferner ist zu erkennen, dass die Lagersegmente 3, 4 jeweils aus einem Auflagerelement 7 bzw. 8 bestehen, welches in an sich bekannter Weise mit einer Gleitschicht im Bereich der Lagerfläche 5, 6 versehen sein kann. Das Auflagerelement 7, 8 ist mit einem Bauteil 9 bzw. 10 verbunden, welches aus Elastomermaterial besteht und demgemäß federelastische Eigenschaften hat. Durch eine entsprechend gewählte unterschiedliche radiale Höhe des Bauteils 9, 10 wird erreicht, dass die Federelastizität des Lagersegments 3 und diejenige des Lagersegments 4 unterschiedlich groß sind, wobei hierunter die Elastizität in radiale Richtung r zu verstehen ist.Furthermore, it can be seen that the bearing segments 3, 4 each consist of a support element 7 or 8, which can be provided with a sliding layer in the area of the bearing surface 5, 6 in a manner known per se. The support element 7, 8 is connected to a component 9 or 10, which consists of an elastomeric material and therefore has spring-like properties. By selecting a correspondingly different radial height of the component 9, 10, it is achieved that the spring elasticity of the bearing segment 3 and that of the bearing segment 4 are of different magnitudes, whereby the elasticity in the radial direction r is to be understood.

Nachdem für das Lagersegment 3 ein Bauteil 9 vorgesehen ist, welches in radiale Richtung r eine größere Ausdehnung hat als im Falle des Lagesegments 4, hat das Lagersegment 3 eine erste Federelastizität, welche größer ist als die zweite Federelastizität (zu diesbezüglichen Definition wird auf die obigen Ausführungen zur Federkonstante verwiesen).Since a component 9 is provided for the bearing segment 3, which has a larger extension in the radial direction r than in the case of the bearing segment 4, the bearing segment 3 has a first spring elasticity which is greater than the second spring elasticity (for the relevant definition, reference is made to the above explanations on the spring constant).

Somit bildet die Hauptlagerung im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß 1 ein axial geteiltes radiales Gleitlager. Dieses besteht aus den beiden Gruppen von Lagersegmenten 3, 4 (auch als Pads bezeichnet), welche in ihrer radialen Höhe unterschiedlich eingestellt sind und unterschiedlich steif gelagert sind.Thus, in the case of the exemplary embodiment, the main bearing forms according to 1 An axially split radial sliding bearing. This consists of two groups of bearing segments 3, 4 (also referred to as pads), which are set differently in their radial height and are mounted with different stiffness.

Das Lagersegment 3 ist (aus Sicht des Gehäuseteils 11) höher eingestellt, es nimmt also zuerst die Last auf, wenn das Wellenteil 13 auf den Lageraußenring 2 Kräfte ausübt. Das Lagersegment 3 ist im Vergleich zum Lagersegmente 4 deutlich elastischer gelagert. Steigt die Windgeschwindigkeit und mit ihr die Belastung, federt das Lagersegmente 3 folglich ein, bis das Lagersegmente 4 zum Eingriff kommt. Dieses ist weniger hoch, aber steifer gelagert und übernimmt dann den Hauptteil der Last.Bearing segment 3 is positioned higher (from the perspective of housing part 11), meaning it initially absorbs the load when shaft part 13 exerts forces on the outer bearing ring 2. Bearing segment 3 is mounted with significantly more elasticity compared to bearing segment 4. Consequently, as wind speed and the load increase, bearing segment 3 compresses until bearing segment 4 engages. Bearing segment 4 is mounted lower but with greater rigidity and then assumes the majority of the load.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 illustriert, dass statt eines axialen Versatzes der Lagersegmente 3, 4 auch ein Versatz in Umfangsrichtung U vorgesehen werden kann. In 2 sind nur insgesamt drei Lagersegmente eingezeichnet, nämlich ein Lagersegment 3 und zwei Lagersegmente 4, wenngleich natürlich Lagersegmente 3, 4 über den gesamten Umfang des Wellenteils 13 angeordnet werden.The exemplary embodiment according to 2 This illustrates that instead of an axial offset of the bearing segments 3, 4, an offset in the circumferential direction U can also be provided. 2 Only three bearing segments are shown in total, namely one bearing segment 3 and two bearing segments 4, although of course bearing segments 3, 4 are arranged over the entire circumference of the shaft part 13.

In 2 ist auch (durch einen Doppelpfeil) angedeutet, dass Einstellmittel 12 für die erste radiale Lage r1 vorgesehen werden können. Dies bietet die Möglichkeit, nach Anlauf des Rotors die Lagersegmente 3 in ihrer radialen Lage zurückzufahren, so dass die Lagerbelastung überwiegend durch die Lagersegmente 4 aufgenommen wird. Die Art und Weise, wie eine Verstellung der Lagersegmente 3 in radiale Richtung r erfolgt, ist grundsätzlich beliebig. Es können hierzu beispielsweise Tassenstößel eingesetzt werden. Auch hierdurch lässt sich die Steifigkeit beeinflussen.In 2 It is also indicated (by a double arrow) that adjusting means 12 can be provided for the first radial position r1 . This allows the bearing segments 3 to be moved back in their radial position after the rotor has started, so that the bearing load is predominantly absorbed by the bearing segments 4. The method by which the bearing segments 3 are adjusted in the radial direction r is essentially arbitrary. For example, tappets can be used for this purpose. This also allows the stiffness to be influenced.

Dies ist insbesondere dann von besonderem Vorteil, wenn für die Lagersegmente 4 klassische hydrodynamische Segmente verwendet werden, indes für die Gleitlagersegmente 3 hydrostatische Gleitlagersegmente zum Einsatz kommen.This is particularly advantageous when 4 classic hydrodynamic segments are used for the bearing segments, while 3 hydrostatic sliding bearing segments are used for the sliding bearing segments.

In diesem Falle sind also vorteilhaft Gleitlagersegmente 3 mit hydrostatischen Schmiertaschen mit größerer Höhe (erste radiale Lage r1) und einer elastischeren Lagerung zusammen mit Gleitlagersegmenten 4 ohne hydrostatische Schmiertaschen geringerer Höhe (zweite radiale Lage r2) und weniger elastischer Lagerung verbaut. Bei Startvorgängen bei geringen Windlasten sind im Wesentlichen die hydrostatischen Gleitlagersegmente 3 im Kontakt. Bei hohen Windlasten federn die elastisch gelagerten Gleitlagersegmente 3 mit hydrostatischen Schmiertaschen ein und es kommen die tragfähigeren Gleitlagersegmente 4 ohne hydrostatische Schmiertaschen in Kontakt.In this case, it is advantageous to install sliding bearing segments 3 with hydrostatic lubrication pockets of greater height (first radial layer r1 ) and more elastic mounting together with sliding bearing segments 4 without hydrostatic lubrication pockets of lesser height (second radial layer r2 ) and less elastic mounting. During start-up operations under low wind loads, the hydrostatic sliding bearing segments 3 are primarily in contact. Under high wind loads, the elastically mounted sliding bearing segments 3 with hydrostatic lubrication pockets compress, and the more load-bearing sliding bearing segments 4 without hydrostatic lubrication pockets come into contact.

Die Gleitlagersegmente 3 mit hydrostatischen Schmiertaschen können, wie erläutert, beispielsweise auf hydraulischen Tassenstößeln oder Hydraulikzylindern montiert werden, so dass sie für Start- und Stoppvorgänge ausgefahren werden können.The sliding bearing segments 3 with hydrostatic lubrication pockets can, as explained, be mounted, for example, on hydraulic tappets or hydraulic cylinders, so that they can be extended for start and stop operations.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Hauptlagerung der WindkraftanlageMain bearing of the wind turbine
22
LageraußenringOuter bearing ring
33
LagersegmentStorage segment
44
LagersegmentStorage segment
55
LagerflächeStorage area
66
LagerflächeStorage area
77
AuflagerelementSupport element
88
AuflagerelementSupport element
99
Bauteilcomponent
1010
Bauteilcomponent
1111
GehäuseteilHousing part
1212
Einstellmittel für die erste radiale LageSetting device for the first radial position
1313
Wellenteilshaft part
aa
axiale Richtungaxial direction
rr
radiale Richtungradial direction
UU
UmfangsrichtungCircumferential direction
r1r1
erste radiale Lagefirst radial layer
r2r2
zweite radiale Lagesecond radial layer

Claims (10)

Hauptlagerung (1) einer Windkraftanlage, wobei die Hauptlagerung (1) als Gleitlager ausgebildet ist, wobei der Lageraußenring (2) des Gleitlagers aus einer Anzahl Lagersegmenten (3, 4) besteht, die über den Umfang des Lageraußenrings (2) angeordnet sind, und wobei die Lagersegmente (3, 4) eine Lagerfläche (5, 6) aufweisen, die auf eine definierte radiale Lage (r1, r2) eingestellt oder einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagersegmente (3, 4) aus einer ersten Gruppe und einer zweiten Gruppe bestehen, wobei die Lagersegmente (3) der ersten Gruppe auf eine erste radiale Lage (r1) eingestellt oder einstellbar sind und wobei die Lagersegmente (3) der ersten Gruppe in radiale Richtung (r) eine erste Federelastizität aufweisen und wobei die Lagersegmente (4) der zweiten Gruppe auf eine zweite radiale Lage (r2) eingestellt oder einstellbar sind, die von der ersten radialen Lage (r1) verschieden ist, und wobei die Lagersegmente (4) der zweiten Gruppe in radiale Richtung (r) eine zweite Federelastizität aufweisen, die von der ersten Federelastizität verschieden ist, wobei die erste radiale Lage (r1) größer ist als die zweite radiale Lage (r2) und wobei die erste Federelastizität größer ist als die zweite Federelastizität. Main bearing (1) of a wind turbine, wherein the main bearing (1) is designed as a plain bearing, wherein the outer bearing ring (2) of the plain bearing consists of a number of bearing segments (3, 4) arranged around the circumference of the outer bearing ring (2), and wherein the bearing segments (3, 4) have a bearing surface (5, 6) that is set or adjustable to a defined radial position ( r1 , r2 ), characterized in that the bearing segments (3, 4) consist of a first group and a second group, wherein the bearing segments (3) of the first group are set or adjustable to a first radial position ( r1 ) and wherein the bearing segments (3) of the first group have a first spring elasticity in the radial direction (r) and wherein the bearing segments (4) of the second group are set or adjustable to a second radial position ( r2 ) that differs from the first radial position ( r1 ), and wherein the bearing segments (4) the second group in radial direction (r) have a second spring elasticity which is different from the first spring elasticity, wherein the first radial position (r 1 ) is larger than the second radial position (r 2 ) and wherein the first spring elasticity is larger than the second spring elasticity. Hauptlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der ersten radialen Lage (r1) und der zweiten radialen Lage (r2) zwischen 0,1 mm und 5,0 mm beträgt.Main storage after Claim 1 , characterized in that the difference between the first radial position (r 1 ) and the second radial position (r 2 ) is between 0.1 mm and 5.0 mm. Hauptlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Federelastizität mindestens um den Faktor 3, vorzugsweise mindestens um den Faktor 5, größer ist als die zweite Federelastizität.Main storage after Claim 1 or 2 , characterized in that the first spring elasticity is greater than the second spring elasticity by at least a factor of 3, preferably by at least a factor of 5. Hauptlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagersegmente (3) der ersten Gruppe und die Lagersegmente (4) der zweiten Gruppe axial (a) nebeneinander angeordnet sind.Main storage after one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the bearing segments (3) of the first group and the bearing segments (4) of the second group are arranged axially (a) next to each other. Hauptlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagersegmente (3) der ersten Gruppe und die Lagersegmente (4) der zweiten Gruppe in Umfangsrichtung (U) alternierend aufeinander folgen.Main storage after one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the bearing segments (3) of the first group and the bearing segments (4) of the second group alternate in circumferential direction (U). Hauptlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Lagersegmente (3, 4) einer Gruppe jeweils aus einem Auflagerelement (7, 8) bestehen, welches auf einem Bauteil (9, 10) aus Elastomermaterial angeordnet ist, wobei das Bauteil (9, 10) aus Elastomermaterial an einem Gehäuseteil (11) festgelegt ist.Main storage after one of the Claims 1 until 5 , characterized in that at least the bearing segments (3, 4) of a group each consist of a support element (7, 8) which is arranged on a component (9, 10) made of elastomer material, wherein the component (9, 10) made of elastomer material is fixed to a housing part (11). Hauptlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagersegmente (3) der ersten Gruppe mit einem Fluidzufluss auf die Lagerfläche (5) versehen sind, um eine hydrostatische Lagerfunktion herzustellen.Main storage after one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the bearing segments (3) of the first group are provided with a fluid inflow to the bearing surface (5) in order to establish a hydrostatic bearing function. Hauptlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagersegmente (3) der ersten Gruppe mit Einstellmitteln (12) versehen sind, mit denen die erste radiale Lage (r1) verändert werden kann.Main storage after one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the bearing segments (3) of the first group are provided with adjusting means (12) with which the first radial position (r 1 ) can be changed. Hauptlagerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel ein hydraulisches Kolben-Zylinder-System aufweisen, welches für die Einstellung der ersten radialen Lage (r1) verwendet wird.Main storage after Claim 8 , characterized in that the adjusting means comprise a hydraulic piston-cylinder system which is used for adjusting the first radial position (r 1 ). Hauptlagerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel ein mechanisches Stellsystem, insbesondere umfassend einen Tassenstößel, aufweisen, welches für die Einstellung der ersten radialen Lage (r1) verwendet wird.Main storage after Claim 8 , characterized in that the adjusting means have a mechanical adjusting system, in particular comprising a cup tappet, which is used for adjusting the first radial position (r 1 ).
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