Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung eines Rotors einer Windkraftanlage.

Zur Lagerung eines Rotors einer Windkraftanlage, der mit Rotorblättern der Wind- kraftanlage gekoppelt ist und von den Rotorblättern der Windkraftanlage angetrie- ben ist, kommen nach der Praxis bislang ausschließlich Wälzlager zum Einsatz. Im Schadensfall des Wälzlagers muss der komplette Triebstrang zerlegt werden. Dies macht in den meisten Fällen eine komplette Demontage der Windkraftanlage erforderlich.

Aus der WO 201 1/127510 ist eine Lageranordnung eines Rotors einer Windkraft- anlage bekannt, der Gleitlager nutzt. Die Lageranordnung verfügt über zumindest zwei in axialem Abstand zueinander angeordnete Gleitlager, die aus Gleitlager- Pads zusammengesetzt sind, wobei die Gleitlager in winklig zueinander stehen- den Ebenen angeordnet sind. Die Gleitlager-Pads der Gleitlager, die Gleitla- gersegmente bereitstellen, sind auf einer verkippten Laufbahn positioniert, wodurch eine sphärische Form der jeweiligen Gleitfläche erforderlich wird. Eine derartige sphärische Form der jeweiligen Gleitlagerfläche kann nur mit hohem Aufwand hergestellt werden. Darüber hinaus ist bisher kein validiertes hydrody- namisches Simulationstool bekannt, mit der eine solche Lageranordnung ausge- legt werden kann.

Es besteht Bedarf an einer Lageranordnung eines Rotors einer Windkraftanlage, die einerseits einfach hergestellt werden kann und andererseits im Schadensfall nicht die komplette Demontage der Windkraftanlage erfordert. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Lageranordnung eines Rotors einer Windkraftanlage zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Lageranordnung nach Anspruch 1 gelöst. Die er- findungsgemäße Lageranordnung zur Lagerung des Rotors der Windkraftanlage in einem feststehenden Gehäuse der Windkraftanlage weist zumindest folgende Baugruppen auf: Erstens rotorseitige Axial-Gleitlagersegmente, die an dem Rotor angreifen, zusammen mit dem Rotor rotieren und sich gegen eine Gleitfläche des Gehäuses abstützen. Zweitens gehäuseseitige Axial-Gleitlagersegmente, die an dem Gehäuse angreifen, zusammen mit dem Gehäuse feststehen und sich gegen eine erste Gleitfläche des Rotors abstützen. Drittens gehäuseseitige Radial- Gleitlagersegmente, die an dem Gehäuse angreifen, zusammen mit dem Gehäuse feststehen und sich gegen eine zweite Gleitfläche des Rotors abstützen. Die Axial- Gleitlagersegmente umfassen rotorseitige Axial-Gleitlagersegmente und gehäuse- seitige Axial-Gleitlagersegmente. Die Axial-Gleitlagersegmente stützen sich an Axial-Gleitflächen ab, nämlich die rotorseitigen Axial-Gleitlagersegmente an einer axialen Fläche des Gehäuses und die gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegmente an einer axialen Fläche des Rotors. Die gehäuseseitigen Radial- Gleitlagersegmente stützen sich an einer Radialfläche bzw. Umfangsfläche des Rotors ab. Im Schadensfall der Lageranordnung kann auf die einzelnen Gleitla- gersegmente individuell zugegriffen werden, wodurch es nicht erforderlich ist, den gesamten Triebstrang bzw. die gesamte Windkraftanlage zu zerlegen. Eine sphä- rische Form von Gleitflächen ist nicht erforderlich. Die Lageranordnung kann ein- fach hergestellt werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Lageranordnung einen eine rotorseitige Spurscheibe ausbildenden, radialen Vorsprung des Rotors auf, der fest mit einer Nabe oder Welle des Rotors verbunden ist, wobei die rotor- seitigen Axial-Gleitlagersegmente an diesem radialen Vorsprung befestigt sind. Die gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegmente stützen sich gegen die rotorseitige Spurscheibe ab. Die gehäuseseitigen Radial-Gleitlagersegmente stützen sich ge- gen die Nabe oder Welle des Rotors ab. Dies erlaubt eine einfache Herstellung der Lageranordnung. Im Schadensfall kann auf einzelne Gleitlagersegmente indi- viduell zugegriffen werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Lageranordnung eine gehäuseseitige Segmenthalterung auf, die sowohl die gehäuseseitigen Axial- Gleitlagersegmente als auch die gehäuseseitigen Radial-Gleitlagersegmente auf- nimmt, wobei die Segmenthalterung an dem Gehäuse lösbar befestigt ist. Vor- zugsweise ist die Segmenthalterung segmentiert, wobei jedes Segment der Seg- menthalterung mindestens ein gehäuseseitiges Axial-Gleitlagersegment und min- destens ein gehäuseseitiges Radial-Gleitlagersegment aufnimmt.

Die Segmenthalterung dient der einfachen Aufnahme der gehäuseseitigen Gleitla- gersegmente. Dann, wenn auch die Segmenthalterung segmentiert ist, kann be- sonders vorteilhaft auf einzelne Gleitlagersegmente im Schadensfall zugegriffen werden, nämlich auf die an dem jeweiligen Segment der Segmenthalterung befes- tigten gehäuseseitigen Gleitlagersegmente.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zum Ausbau eines gehäu- seseitigen Axial-Gleitlagersegments zunächst dasjenige gehäuseseitige Radial- Gleitlagersegment, das zusammen mit dem auszubauenden gehäuseseitigen Axi al-Gleitlagersegment an demselben Segment der Segmenthalterung montiert ist, vom jeweiligen Segment der Segmenthalterung demontierbar ist, wobei anschlie- ßend das jeweilige Segment der Segmenthalterung vom Gehäuse demontierbar und zusammen mit dem auszubauenden gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegment ausbaubar ist. Dies erlaubt einen einfachen und vorteilhaften Zugriff auf die ge- häuseseitigen Gleitlagersegmente.

Vorzugsweise ist an dem Gehäuse eine Einfädelöffnung für die rotorseitigen Axial- Gleitlagersegmente ausgebildet, über welche die rotorseitigen Axial- Gleitlagersegmente montierbar und demontierbar sind. Die Einfädelöffnung erlaubt einen einfachen und individuellen Zugriff auf die einzelnen rotorseitigen Axial- Gleitlagersegmente.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü- chen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Lageranordnung eines Rotors einer Windkraftanlage;

Fig. 2 einen ersten Querschnitt durch die Lageranordnung der Fig. 1 ;

Fig. 3 einen zweiten Querschnitt durch die Lageranordnung der Fig. 1 ;

Fig. 4a den Querschnitt der Fig. 2 mit ersten Kraftpfeilen;

Fig. 4b den Querschnitt der Fig. 2 mit zweiten Kraftpfeilen;

Fig. 5 mehrere Querschnitte durch die Lageranordnung analog Fig. 2 zur Ver- deutlichung des Zugriffs auf einzelne Segmente der Lageranordnung;

Fig. 6 mehrere Seitenansichten der Lageranordnung zur weiteren Verdeutli- chung des Zugriffs auf einzelne Segmente der Lageranordnung.

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung eines Rotors einer Windkraftanlage, der mit Rotorblättern gekoppelt ist. Ein solcher Rotor der Windkraftanlage wird auch als Hauptrotor der Windkraftanlage bezeichnet.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Lageranord- nung eines Rotors einer Windkraftanlage. Fig. 2 und 3 zeigen ausschnittsweise Querschnitte durch die Lageranordnung 10, und zwar Fig. 3 einen perspektivi- schen ausschnittsweisen Querschnitt. Die Lageranordnung 10 der Fig. 1 , 2 und 3, die der Lagerung des Rotors 1 1 der Windkraftanlage in dem feststehenden Gehäuse 12 derselben dient, verfügt über mehrere Gleitlagersegmente.

So verfügt die Lageranordnung 10 über rotorseitige Axial-Gleitlagersegmente 13.

Die rotorseitige Axial-Gleitlagersegmente 13 greifen an dem Rotor 1 1 an bzw. sind an dem Rotor 1 1 befestigt, rotieren zusammen mit dem Rotor 1 1 und stützen sich gegen das Gehäuse 12 ab, und zwar gegen eine Axial-Gleitfläche 14 des Gehäu- ses 12, die an einem sich in Radialrichtung erstreckenden Gehäuseabschnitt 12a des Gehäuses 12 ausgebildet ist.

Zusätzlich zu diesen rotorseitigen Axial-Gleitlagersegmenten 13 verfügt die Lager- anordnung 10 über gehäuseseitige Axial-Gleitlagersegmente 15.

Die gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegmente 15 greifen an dem Gehäuse 12 an bzw. sind an dem Gehäuse 12 befestigt, und zwar an einem sich in Axialrichtung erstreckenden Gehäuseabschnitt 12b. Diese gehäuseseitigen Axial- Gleitlagersegmente 15 stützen sich am Rotor 1 1 ab, nämlich gegen eine Axial- Gleitfläche 16 des Rotors 1 1 , die von einem radialen Vorsprung 17 des Rotors 1 1 gebildet ist, wobei der Vorsprung 17 integraler Bestandteil einer Welle 18 des Ro- tors 1 1 ist. Ausgehend von der Welle 18 erstreckt sich der radiale Vorsprung 17 nach radial außen sowie in Umfangsrichtung um die Welle 18 herum. An der Welle 18 greift eine Nabe 19 des Rotors 1 1 an, an der Rotorblätter 20 angreifen.

Zusätzlich zu den rotorseitigen Axial-Gleitlagersegmenten 13 und den gehäusesei- tigen Axial-Gleitlagersegmenten 15 verfügt die Lageranordnung 10 über gehäuse- seitige Radial-Gleitlagersegmente 21. Diese gehäuseseitigen Radial-Gleitlagersegmente 21 greifen wiederum am Ge- häuse 12 an bzw. sind mit dem Gehäuse 12 verbunden, wobei sich die gehäuse- seitigen Radial-Gleitlagersegmente 21 wiederum am Rotor 1 1 abstützen, und zwar an einer Umfangs-Gleitfläche 22 des Rotors 1 1 , die von der Welle 18 des Rotors 1 1 definiert ist.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung 10 verfügt demnach zumindest über die rotorseitigen Axial-Gleitlagersegmente 13, die gehäuseseitigen Axial- Gleitlagersegmente 15 sowie die gehäuseseitigen Radial-Gleitlagersegmente 21 , wobei sich die Axial-Gleitlagersegmente 13, 15 an Axial-Gleitflächen 14, 16, die senkrecht zur Radialrichtung des Rotors 1 1 verlaufen, abstützen, wohingegen sich die Radial-Gleitlagersegmente 21 an einer Umfangs-Gleitfläche 21 des Rotors 1 1 abstützen. Eine sphärische Form der Gleitflächen ist bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung nicht vorgesehen.

Der radiale Vorsprung 17 der Welle 18 des Rotors 1 1 , an dem sich die gehäuse- seitigen Axial-Gleitlagersegmente 15 abstützen, bildet eine rotorseitige Spurschei- be aus. An dieser rotorseitigen Spurscheibe 17 bzw. dem radialen Vorsprung 17 sind axiale Vorsprünge 23 (siehe insbesondere Fig. 3) ausgebildet, die Aufnahme- taschen 24 für die rotorseitigen Axial-Gleitlagersegmente 13 definieren. Über den Umfang sind mehrere derartige Aufnahmetaschen 24 ausgebildet, wobei in jeder dieser Aufnahmetaschen 24 ein rotorseitiges Axial-Gleitlagersegment 13 angeord- net sind.

Die rotorseitigen Axial-Gleitlagersegmente 13 sind dabei mit dem Rotor 1 1 ver- bunden, und zwar mit dem Vorsprung bzw. mit der Spurscheibe 17, und zwar ge- mäß Fig. 3 über entsprechende Befestigungsschrauben 25.

Gegenüberliegend zu der Seite der Spurscheibe 17, an welcher die rotorseitigen Axial-Gleitlagersegmente 13 mit der Spurscheibe 17 des Rotors 1 1 verbunden sind, bildet die Spurscheibe 17 die Axial-Gleitfläche 16 aus, an welcher sich die gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegmente 15 abstützen.

Die rotorseitigen Axial-Gleitlagersegmente 13 verfügen über eine Halterung 13a, in welcher der eigentliche Gleitkörper 13b aufgenommen ist.

Der jeweilige Gleitkörper 13b ist in Halterung 13a über eine Schraube 13c mon- tiert, die sich durch einen Deckel 13d der Halterung 13a hindurch in den Gleitkör per 13b hinein erstreckt. Zwischen dem Gleitlager 13b und der Halterung 13a ist dabei eine Tellerfeder 13e angeordnet.

Zur Montage bzw. Befestigung der gehäuseseitigen Gleitlagersegmente 15 und 21 , nämlich der gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegmente 15 und der gehäuse- seitigen Radial-Gleitlagersegmente 21 , am Gehäuseabschnitt 12b des Gehäuses 12 dient eine gehäuseseitige Segmenthalterung 26. Diese gehäuseseitige Seg- menthalterung 26 ist dabei vorzugsweise segmentiert und umfasst mehrere Seg- mente 27.

Jedes Segment 27 der Segmenthalterung 26 ist über nicht gezeigte Befesti- gungsmittel mit dem Gehäuse 12 verbunden bzw. am Gehäuse 12 befestigt. An jedem Segment 27 der gehäuseseitigen Segmenthalterung 26 ist mindestens ein gehäuseseitiges Axial-Gleitlagersegment 15 und mindestens ein gehäuseseitiges Radial-Gleitlagersegment 21 lösbar befestigt. Diese lösbare Befestigung der ge- häuseseitigen Gleitlagersegmente 15, 21 am jeweiligen Segment 27 der Seg- menthalterung 26 erfolgt wiederum über nicht gezeigte Befestigungseinrichtungen.

Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist am jeweiligen Segment 27 der Segmenthalterung 26 ein einziges gehäuseseitiges Axial-Gleitlagersegment 15 und ein einziges gehäuseseitiges Radial-Gleitlagersegment 21 befestigt. Im Un- terschied hierzu ist es auch möglich, dass an jedem Segment 27 der Segmenthal- terung 26 jeweils mehrere gehäuseseitige Axial-Gleitlagersegmente 15 sowie mehrere gehäuseseitige Radial-Gleitlagersegmente 21 befestigt sind, wobei dann vorzugsweise die Anzahl der am jeweiligen Segment 27 der Segmenthalterung 26 aufgenommenen gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegmente 15 der Anzahl der am jeweiligen Segment 27 der Segmenthalterung 26 aufgenommenen Radial- Gleitlagersegmente entspricht.

Ferner ist es im Unterschied hierzu möglich, dass die Anzahl der am jeweiligen Segment 27 der Segmenthalterung 26 aufgenommen gehäuseseitigen Axial- Gleitlagersegmente 15 von der Anzahl der am jeweiligen Segment 27 der Seg- menthalterung 26 aufgenommenen gehäuseseitigen Radial-Gleitlagersegmente abweicht, wobei in einer ersten Variante vorgesehen sein kann, dass an dem je- weiligen Segment 27 insbesondere zwei gehäuseseitige Axial-Gleitlagersegmente 15 und ein einziges gehäuseseitiges Radial-Gleitlagersegment 21 oder nach einer zweiten Variante ein einziges gehäuseseitiges Axial-Gleitlagersegment 15 und zwei gehäuseseitige Radial-Gleitlagersegmente 21 aufgenommen sind.

Jedes der gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegmente 15 verfügt ebenso wie jedes der rotorseitigen Axial-Gleitlagersegmente 13 über einen Gleitkörper 15b, der in dem jeweiligen Segment 27 der Segmenthalterung 26 aufgenommen ist. Die Be- festigung dieses Gleitkörpers 15b im jeweiligen Segment 27 erfolgt über eine ei- nen Deckel 15d durchdringende Schraube 15c, wobei zwischen dem Gleitkörper 15b und dem Segment 27 der Segmenthalterung 26 eine Tellerfeder 15e positio niert ist.

Fig. 4a und 4b zeigen den Ausschnitt der Fig. 2 mit Kraftpfeilen, wobei Kraftpfeile 28 jeweils eine Lagerbelastung und Kraftpfeile 29 jeweils eine Reaktionskraft visu- alisieren.

In Fig. 4a wirkt die Lagerbelastung 28 in einer ersten axialen Richtung, wobei dann die Reaktionskraft über die gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegmente 15 auf die Axial-Gleitfläche 16 des Rotors 1 1 wirkt. In Fig. 4b wirkt die Lagerbelastung 28 in einer entgegengesetzten Axialrichtung, die Reaktionskraft wirkt über die rotor- seitigen Axial-Gleitlagersegmente 13 auf die Axial-Gleitfläche 14 des Gehäuses 12.

Fig. 5 verdeutlicht Details, die den Zugriff auf die gehäuseseitigen Gleitlagerseg- mente 15, 21 betreffen. Dann, wenn eines der gehäuseseitigen Axial- Gleitlagersegmente 15 aus der Lageranordnung 10 ausgebaut werden soll, ist zum Ausbau eines solchen gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegments 15 zunächst dasjenige gehäuseseitige Radial-Gleitlagersegment 21 vom Segment 27 der

Segmenthalterung 26 demontierbar, welches zusammen mit dem auszubauenden gehäuseseitigen Axial-Gleitlagersegment 15 an dem jeweiligen Segment 27 der Segmenthalterung 26 montiert ist. Dies ist in Fig. 5 im Zustand II gezeigt. Nach der Demontage des jeweiligen gehäuseseitigen Radial-Gleitlagersegments 15 von dem jeweiligen Segment 27 der Segmenthalterung 26 ist das jeweilige Segment 27 der Segmenthalterung 26 vom Gehäuse 12 demontierbar und aus der Lager- anordnung zusammen mit dem auszubauenden gehäuseseitigen Axial- Gleitlagersegment 15 entfernbar. Dies zeigen die Zustände III und IV der Fig. 5.

Auf die obige Art und Weise kann im Schadensfall der Lageranordnung 10 indivi- duell auf einzelne gehäuseseitige Radial-Gleitlagersegmente 21 sowie einzelne gehäuseseitige Axial-Gleitlagersegmente 15 zugegriffen werden.

Fig. 6 zeigen Details, die dem Zugriff auf einzelne rotorseitige Axial- Gleitlagersegmente 13 der Lageranordnung 10 betreffen. In das Gehäuse 12, nämlich den Abschnitt 12b des Gehäuses 12, ist eine Montageiöffnung 30 einge- bracht, über die ein einzelnes rotorseitiges Axial-Gleitsegment 16 nach Lösen der in Fig. 3 sichtbaren Befestigungsschrauben 15 aus der jeweiligen Aufnahmeta- sche 24 entfernt werden kann, und zwar in radialer Richtung. Durch Drehen des Rotors 1 1 kann das jeweilige rotorseitige Axial-Gleitsegment 13 in Überdeckung mit der Montageiöffnung 30 gebracht werden, das zu demontieren ist. Nach De- montage des gegebenenfalls defekten rotorseitigen Axial-Gleitlagersegments 13 kann dasselbe gegen ein neues rotorseitiges Axial-Gleitlagersegment 13 ersetzt werden, und zwar wiederum in radialer Richtung über die Einfädelöffnung 30.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung 10 für den Rotor 1 1 einer Windkraftanla- ge kann einfach hergestellt, montiert und demontiert werden. Es kann auf einzelne Gleitlagersegmente individuell zugegriffen werden, sodass es im Schadensfall der Lageranordnung 10 nicht erforderlich ist, den Antriebsstrang komplett zu zerlegen bzw. die Windkraftanlage komplett zu demontieren. Die Gleitlagersegmente 13, 15 und 21 sind teils vom Gehäuse 12 und teils vom Rotor 1 1 getragen. Dieselben können individuell montiert und demontiert werden.

Bezugszeichenliste

10 Lageranordnung

1 1 Rotor

12 Gehäuse

12a Gehäuseabschnitt

12b Gehäuseabschnitt

13 rotorseitiges Axial-Gleitlagersegment 13a Halterung

13b Gleitkörper

13c Befestigungsschraube

13d Deckel

13e Tellerfeder

14 Gleitfläche

15 statorseitiges Axial-Gleitlagersegment

16 Gleitfläche

17 Vorsprung/ Spurscheibe

18 Welle

19 Nabe

20 Rotorblatt

21 statorseitiges Radial-Gleitlagersegmenten 22 Gleitfläche

23 Vorsprung

24 Aufnahmeraum

25 Befestigungsschraube

26 Segmenthalterung

27 Segment

28 Lagerbelastung

29 Reaktionskraft

30 Montageöffnung