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CN114810835A - 用于风力涡轮机的转子单元的轴承单元以及风力涡轮机 - Google Patents

用于风力涡轮机的转子单元的轴承单元以及风力涡轮机 Download PDF

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CN114810835A
CN114810835A CN202210060537.1A CN202210060537A CN114810835A CN 114810835 A CN114810835 A CN 114810835A CN 202210060537 A CN202210060537 A CN 202210060537A CN 114810835 A CN114810835 A CN 114810835A
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Siemens Gamesa Renewable Energy
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Abstract

本发明涉及一种用于风力涡轮机的转子单元的轴承单元,其包括第一轴承环、第二轴承环、多个滚动元件以及密封构件,密封构件包括密封构件基部部分、第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分,其中第一密封构件尖端部分邻接第一轴承环的第一壁,并且第二密封构件尖端部分邻接轴承单元的第二壁,其中密封构件被配置和布置成使得第一密封构件尖端部分与第一壁之间的第一接触压力通过密封构件传递到第二密封构件尖端部分以增加第二密封构件尖端部分与第二壁之间的第二接触压力。本发明进一步涉及一种风力涡轮机。

Description

用于风力涡轮机的转子单元的轴承单元以及风力涡轮机
技术领域
本发明涉及一种用于风力涡轮机的转子单元的轴承单元。此外,本发明涉及一种包括轴承单元的风力涡轮机。
背景技术
常见风力涡轮机包括带有多个转子叶片和转子轴的转子单元、用于使转子轴的低转速转变成高速轴的高转速的变速器单元和用于通过高速轴的旋转移动产生电力的发电机单元。转子单元借助于轴承单元枢转安装到风力涡轮机的壳体单元,其中变速器单元和发电机单元位于所述壳体单元内。所述壳体单元也表示为“机舱”。
轴承单元通常被配置为带有内轴承环、外轴承环和布置在内轴承环与外轴承环之间的自由空间内的一组滚动元件的滚子轴承。所述滚动元件可以是圆柱形成形的并且相对于轴承单元的旋转轴线成角度地布置。为确保较少摩擦和磨损,在所述自由空间内提供润滑剂,诸如润滑脂等等。
为避免润滑脂泄漏以及润滑脂的污染,提供用于密封自由空间的朝向轴承单元的环境的一侧的密封构件。这种密封构件通常被配置为径向轴密封构件。所述密封构件具有面向润滑脂的润滑脂侧和面向轴承单元的环境的环境侧。
通常,密封构件被夹持到外轴承环,其中第一密封唇缘与内轴承环紧密接触。此外,这种密封构件可以包括第二密封唇缘,其在第一密封唇缘的环境侧上与第一密封唇缘间隔开并且也接触内轴承环。第二密封唇缘的接触压力通常仅由第二密封唇缘的材料提供。
为确保第一密封唇缘与内轴承环之间的足够接触压力,在第一密封唇缘处提供弹簧构件、尤其是卡紧弹簧。所述卡紧弹簧位于第一密封唇缘的润滑脂侧上、在第一密封唇缘的周向凹槽内。
常见轴承单元具有数个缺点。首先,卡紧弹簧难以组装,因为其位于密封构件的润滑脂侧上。其次,当密封构件已经处于组装好状态中时,难以控制卡紧弹簧的正确放置。第三,在操作期间,由于不良装配、材料失效、磨损等等,卡紧弹簧可能从第一密封唇缘的凹槽中滑出。因此,第一密封唇缘和内轴承环可能失去相互接触压力。因此,密封构件可能失去其密封性,并且轴承单元可能非常容易受损。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种并不具有现有技术解决方案的缺点的用于风力涡轮机的转子单元的轴承单元以及风力涡轮机。特别地,本发明的目的是提供一种更容易组装和/或因密封构件失效而具有降低的润滑脂泄漏风险的轴承单元和风力涡轮机。
此问题通过权利要求书解决。因此,此问题通过一种根据独立权利要求1的用于风力涡轮机的转子单元的轴承单元以及一种根据独立权利要求10的风力涡轮机解决。本发明的进一步细节从从属权利要求以及说明书和附图展开。
根据本发明的第一方面,所述问题通过一种用于风力涡轮机的转子单元的轴承单元解决。所述轴承单元包括用于安装到转子单元的第一转子单元部件的第一轴承环、用于安装到转子单元的第二转子单元部件的第二轴承环、位于第一轴承环与第二轴承环之间的自由空间内用于支持第一轴承环与第二轴承环之间围绕轴承单元的旋转轴线的相对旋转动作的多个滚动元件以及用于优选地通过接触第一轴承环和第二轴承环而密封自由空间的朝向轴承单元的环境的一侧的密封构件。所述密封构件包括密封构件基部部分和沿第一轴承环的方向从所述密封构件基部部分凸出的第一密封构件尖端部分。根据本发明,所述密封构件包括沿第一轴承环的方向从所述密封构件基部部分凸出的第二密封构件尖端部分。第一密封构件尖端部分邻接第一轴承环的第一壁,并且第二密封构件尖端部分邻接轴承单元的第二壁,其中所述第二壁面向所述第一壁。所述密封构件被配置和布置成使得第一密封构件尖端部分与第一壁之间的第一接触压力通过密封构件、优选地通过密封构件基部部分传递到第二密封构件尖端部分以增加第二密封构件尖端部分与第二壁之间的第二接触压力。
所述轴承单元被配置为具有第一轴承环、第二轴承环和滚动元件的标准部件的滚子轴承单元。借助于所述滚动元件,确保第一轴承环与第二轴承环之间围绕旋转轴线的旋转移动。由于第一轴承环被配置成用于安装到第一转子单元部件,并且第二轴承环被配置成用于安装到第二转子单元部件,因此所述轴承单元被配置成用于第一转子单元部件到第二转子单元部件的枢转布置。
为防止润滑脂泄漏和润滑脂因诸如水、灰尘等等环境影响所致的污染,所述轴承单元包括密封构件。优选地,所述轴承单元在自由空间的朝向环境的每一个开口侧上包括至少一个密封构件。因此,优选地,所述轴承单元包括两个或至少两个密封构件。所述密封构件优选地相对于旋转轴线同轴地布置。
所述密封构件包括密封构件基部部分,所述密封构件基部部分被配置成用于夹持到第二轴承环。因此,优选地,所述密封构件基部部分由完整材料制成以确保足够夹持力。另外或替代性地,所述密封构件基部部分的横截面可以包括孔隙、通路等等。所述密封构件基部部分的横截面优选地是矩形或至少大致矩形的。根据本发明,大致矩形意指具有与矩形形状的至少一个差异(例如曲线、边缘等等)的矩形。所述密封构件基部部分可以是梯形,其中梯形的底背对第一密封构件尖端部分。根据本发明,密封构件可以直接或借助于安装单元夹持到第二轴承环,所述安装单元优选地通过螺钉、螺栓等等固定地附接到第二轴承环。
所述第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分沿第一轴承环的方向各自从密封构件基部部分凸出。优选地,在无应力状态下,例如在密封构件组装在轴承单元内之前,第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分从密封构件基部部分开始散开布置。进一步优选地,在有应力状态下,当密封构件组装在轴承单元内时,第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分平行或至少大致平行布置。优选地,第一壁平行或至少大致平行于第二壁。优选地,第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分被配置成使得它们形成u形或v形。
根据本发明,第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分以如下方式彼此机械互连:作用于第一密封构件尖端部分的侧向力被传递到第二密封构件尖端部分,并且反之亦然。换言之,第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分构成力传递单元,如弹簧构件。优选地,密封构件基部部分是此力传递单元的一部分。另外或替代性地,用于传递这种力的额外力传递单元可以集成在密封构件内。因此,密封单元被配置成用于在第一密封构件尖端部分与第一壁之间并且在第二密封构件尖端部分与第二壁之间提供足够接触压力。不需要额外卡紧弹簧,并且因此所述额外卡紧弹簧不会错误定位和/或掉落。密封构件优选地包括HNBR、NBR和/或PUR。
根据本发明的轴承单元具有胜于用于风力涡轮机的转子单元的标准轴承单元的如下优点:密封单元更容易安装,更容易确定密封单元的正确放置,并且显著降低因接触压力损失所致的润滑脂泄漏的可能性。此外,轴承单元的密封构件沿轴向和径向方向提供适当密封性质,其中标准轴承单元的密封构件仅沿径向方向提供适当密封性质。
根据本发明的优选实施例,密封构件基部部分借助于夹持板夹持到第二轴承环。优选地,密封构件基部部分布置在第二轴承环的凸肩部分处。夹持板优选地借助于螺钉、螺栓等等安装到第二轴承环。优选地,夹持力受到凸肩部分的轴向宽度的限制。通过这些手段,当夹持板接触第二轴承环的凸肩部分时,可实现最大夹持力。这具有改善密封构件的组装的优点。因此,可以降低轴承单元的生产成本。此外,由于可以通过移除夹持板来容易地更换密封构件,因此维护得到改善。
优选地,第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分凸出到第一轴承环的第一凹槽中,并且密封构件基部部分固定地附接到第二轴承环,其中第一壁是第一凹槽的第一侧壁,并且第二壁是第一凹槽的第二侧壁。换句话说,第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分两者都凸出到第一轴承环的凹槽中并接触所述凹槽的相对侧壁以提供适当密封。优选地,密封构件组装到第一轴承环,使得第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分朝向彼此弯折以装配到凹槽中,其中所述凹槽具有建立第一壁与第一密封构件尖端部分之间和第二壁与第二密封构件尖端部分之间的张力的宽度。优选地,第一凹槽的开口被倒角以改善密封构件到第一凹槽中的组装。进一步优选地,密封构件基部部分尤其是按压配合配置装配到第二轴承环的第二凹槽中。优选地,第二凹槽的开口被倒角以改善密封构件到第二凹槽中的组装。这具有改善密封构件的密封效果的优点。此外,密封构件容易组装。
有利地,第二壁由夹持板提供。所述夹持板可以固定到第一轴承环或第二轴承环。换句话说,根据第一实施例,第一密封构件尖端部分与第一轴承环的第一壁接触,并且第二密封构件尖端部分与夹持板的第二壁接触,所述夹持板固定地附接到第一轴承环。在此情况下,两个密封构件尖端部分都接触轴承单元的相对于第二轴承环具有相同移动的区段。根据第二实施例,第一密封构件尖端部分与第一轴承环的第一壁接触,并且第二密封构件尖端部分与夹持板的第二壁接触,所述夹持板固定地附接到第二轴承环。在此实施例中,仅第一密封构件尖端部分与轴承单元的相对于第二轴承环和第二密封构件尖端部分移动的区段接触。在此实施例中,优选地,第一轴承环被配置为轴承单元的外环,并且第二轴承环被配置为轴承单元的内环。这具有改善密封构件的组装的优点。
优选地,在夹持板与第一轴承环之间的间隙处提供唇缘密封件用于密封所述间隙。所述唇缘密封件的底端优选地附接到夹持板、尤其是夹持在夹持板的第三凹槽内。第三凹槽优选地位于夹持板的短边处,其相对于旋转轴线沿周向和轴向延伸。进一步优选地,唇缘密封件的尖端端部接触第一轴承环的正面。这具有进一步改善自由空间的密封的优点。
根据本发明的优选实施例,第一轴承环被配置为轴承单元的内环,并且第二轴承环被配置为轴承单元的外环。因此,密封构件附接到轴承单元的外环,其中第一密封构件尖端部分和第二密封构件尖端部分两者都沿旋转轴线的方向凸出。所述第一壁是所述内环的一部分。在操作中,外环相对于密封构件旋转。此配置对于具有中空转子和固定转子轴的特殊类型的风力涡轮机是有利的。
优选地,第一密封构件尖端部分包括相邻于密封构件基部部分开始并且终止在第一尖端端部区段处的第一尖端主区段,其中比起第一尖端主区段的相邻部分,第一尖端端部区段具有更大宽度和/或包括更少柔性材料。优选地,第一尖端主区段具有从密封构件基部部分到第一尖端端部区段恒定减小的宽度。进一步优选地,与第一尖端主区段相邻的第一尖端端部区段的宽度具有是相邻的第一尖端主区段的大小的至少两倍大小。优选地,第一尖端端部区段包括增强物,诸如保护层和/或嵌入增强纤维等等。优选地,第一尖端端部区段的柔性小于相邻第一尖端主区段的柔性。第一尖端端部区段和/或第一尖端主区段的优选材料是PTFE或类似物。另外或替代性地,第二密封构件尖端部分可以同样地配置。这具有可以提高密封构件的寿命、并且因此密封效果的优点。
进一步优选地,所述第一壁包括第一经成形区段,其中第一尖端端部区段与所述第一经成形区段接触。替代性地或另外,所述第二壁包括第二经成形区段,其中第二密封构件尖端部分的第二尖端端部区段与所述第二经成形区段接触。根据本发明,经成形区段包括不同于扁平平面的至少一种形状。优选经成形区段包括圆形、椭圆形、矩形、梯形等等横截面。经成形区段可以被配置为凸块、凹痕、斜坡、插口等等。进一步优选地,经成形区段的边缘被倒圆以防止密封构件的污染和/或损坏。第一经成形区段被优选地配置成使得第一尖端主区段与第一壁间隔开、或至少部分与第一壁间隔开。第二经成形区段被优选地配置成使得第二密封构件尖端部分的第二尖端主区段与第二壁间隔开、或至少部分与第二壁间隔开。优选地,所述轴承单元被配置成使得第一密封构件尖端部分与第一壁之间的大部分接触力经由第一尖端端部区段传递,和/或第二密封构件尖端部分与第二壁之间的大部分接触力经由第二尖端端部区段传递。经成形区段具有改善密封构件的密封效果的优点。
优选地,密封构件包括集成弹簧构件,其中所述弹簧构件从第一密封构件尖端部分延伸到第二密封构件尖端部分。优选地,所述弹簧构件从第一密封构件尖端部分延伸穿过密封构件基部部分到达第二密封构件尖端部分。优选地,所述弹簧构件在第一尖端端部区段中或紧挨第一尖端端部区段和/或在第二尖端端部区段中或紧挨第二尖端端部区段终止。换句话说,弹簧构件可以相邻于一个或两个尖端端部区段终止。弹簧构件被配置成当朝向彼此按压第一尖端端部区段和第二尖端端部区段时提供反作用力。优选地,所述弹簧构件具有u形横截面。进一步优选地,所述弹簧构件包括不锈钢或由不锈钢组成。弹簧构件具有提供密封构件与第一壁和第二壁之间的额外接触力的优点。因此,改善密封构件的密封效果。
根据本发明的第二方面,所述问题通过一种风力涡轮机解决。所述风力涡轮机包括带有至少两个转子叶片和转子轴的转子单元、用于通过转子单元的移动产生电力的发电机单元以及布置在转子轴处的轴承单元。根据本发明,所述轴承单元被配置为根据本发明的第一方面的轴承单元。优选地,转子轴固定到轴承单元的外轴承环。进一步优选地,内轴承环固定地安装到风力涡轮机的壳体。优选地,转子单元包括三个转子叶片,其中相邻转子叶片构成120°的角度。进一步优选地,所述风力涡轮机包括地基和塔架,其中塔架的底端优选地固定地附接到地基,并且壳体可旋转附接到塔架的顶端。
根据本发明的第二方面的风力涡轮机具有与根据本发明的第一方面的轴承单元相同的优点。因此,根据本发明的风力涡轮机具有胜于常见风力涡轮机的优点:轴承单元的密封单元更容易安装,更容易确定密封单元的正确放置,并且显著降低因接触压力损失所致的润滑脂泄漏的可能性。此外,轴承单元的密封构件沿轴向和径向方向提供适当密封性质,其中标准轴承单元的密封构件仅沿径向方向提供适当密封性质。因此,减少风力涡轮机的转子单元的磨损,其中提高转子单元的可安装性和可靠性。此外,也改善风力涡轮机的转子单元的维护。
附图说明
本发明的进一步优点、特征和细节从以下描述展开,其中通过参考附图详细描述本发明的工作实例。从而,来自权利要求书的特征以及在说明书中提及的特征单独或以任意组合可能对本发明来说是必不可少的。在附图中:
图1 示出根据现有技术的轴承单元的示意性截面侧视图,
图2 示出根据本发明的第一优选实施例的轴承单元的示意性截面侧视图,
图3 示出根据本发明的第二优选实施例的轴承单元的示意性截面侧视图,
图4 示出根据本发明的密封单元的示意性截面侧视图,并且
图5 示出根据本发明的优选实施例的风力涡轮机的示意性侧视图。
在图1至图5中分别用相同附图标记表示具有相同功能和效力的元件。
具体实施方式
在图1中,用示意性截面侧视图示出根据现有技术的轴承单元1。轴承单元1包括被配置为轴承单元1的内环的第一轴承环4、被配置为轴承单元1的外环的第二轴承环6以及位于第一轴承环4与第二轴承环6之间的自由空间9内的多个滚动元件8。轴承单元1进一步包括借助于夹持板17夹持到安装单元30的密封构件11。安装单元30固定到第二轴承环6,并且夹持板17借助于螺钉固定到安装单元30。
密封构件11包括密封构件基部部分12、第一密封构件尖端部分13和唇缘密封件19,所述密封构件基部部分夹持在安装单元30与夹持板17之间。第一密封构件尖端部分13借助于卡紧弹簧29压靠在第一轴承环4上。唇缘密封件19与第一轴承环4接触。第一密封构件尖端部分13位于滚动元件8与唇缘密封件19中间。
图2用示意性截面侧视图示出根据本发明的第一优选实施例的轴承单元1。轴承单元1包括被配置为轴承单元1的内环的第一轴承环4、被配置为轴承单元1的外环的第二轴承环6以及位于第一轴承环4与第二轴承环6之间的自由空间9内的多个滚动元件8。轴承单元1进一步包括借助于夹持板17夹持到第二轴承环6的密封构件11。夹持板17借助于螺钉固定到第二轴承环6。
密封构件11包括密封构件基部部分12、带有第一尖端端部区段21的第一密封构件尖端部分13和带有第二尖端端部区段24的第二密封构件尖端部分14。第一尖端端部区段21与第一轴承环4的第一凹槽18的第一壁15接触。第二尖端端部区段24与第一凹槽18的第二壁16接触,其中第二壁16面向第一壁15。因此,第一密封构件尖端部分13和第二密封构件尖端部分14朝向彼此弯折。
图3用示意性截面侧视图示出根据本发明的第二优选实施例的轴承单元1。轴承单元1包括被配置为轴承单元1的外环的第一轴承环4、被配置为轴承单元1的内环的第二轴承环6以及位于第一轴承环4与第二轴承环6之间的自由空间9内的多个滚动元件8。轴承单元1进一步包括借助于夹持板17夹持到第二轴承环6的密封构件11。夹持板17借助于螺钉固定到第二轴承环6。
密封构件11包括密封构件基部部分12、带有第一尖端端部区段21的第一密封构件尖端部分13和带有第二尖端端部区段24的第二密封构件尖端部分14。第一尖端端部区段21与第一轴承环4的凹口的第一壁15的第一经成形区段22接触。第二尖端端部区段24与夹持板17的第二壁16的第二经成形区段23接触,其中第二壁16面向第一壁15。因此,第一密封构件尖端部分13和第二密封构件尖端部分14朝向彼此弯折。
在图4中,用示意性截面侧视图示出根据本发明的密封构件11。密封构件11可以是与参考图2和图3的优选实施例所示的密封构件相同的密封构件11。密封构件11包括u形弹簧构件25,其从第一密封构件尖端部分13的在第一尖端端部区段21附近的区段延伸穿过密封构件基部部分12到达第二密封构件尖端部分14的在第二尖端端部区段24附近的区段。在所图示状态下,弹簧构件25处于无应力状态。借助于弹簧构件25,引入到第一尖端端部区段21的力被传递到第二尖端端部区段24。
图5用示意性侧视图示出根据本发明的优选实施例的风力涡轮机3。风力涡轮机3包括基于地基33的塔架32。在塔架32上,风力涡轮机3的壳体34可枢转地布置成围绕竖直轴线旋转。在壳体34内,风力涡轮机3的转子单元2带有被配置为转子轴27的可旋转第一转子单元部件5、固定到壳体34的第二转子单元部件7以及根据本发明的轴承单元1,以使第一转子单元部件5在第二转子单元部件7处围绕旋转轴线10枢转。风力涡轮机3的转子叶片26附接到第一转子单元部件5。为了将第一转子单元部件5的低转速转变成高转速,风力涡轮机3包括齿轮单元31。为了产生电力,风力涡轮机3进一步包括发电机单元28。

Claims (10)

1.一种用于风力涡轮机(3)的转子单元(2)的轴承单元(1),其包括用于安装到所述转子单元(2)的第一转子单元部件(5)的第一轴承环(4)、用于安装到所述转子单元(2)的第二转子单元部件(7)的第二轴承环(6)、位于所述第一轴承环(4)与所述第二轴承环(6)之间的自由空间(9)内用于支持所述第一轴承环(4)与所述第二轴承环(6)之间围绕所述轴承单元(1)的旋转轴线(10)的相对旋转动作的多个滚动元件(8)以及用于密封所述自由空间(9)的朝向所述轴承单元(1)的环境的一侧的密封构件(11),其中所述密封构件(11)包括密封构件基部部分(12)和沿所述第一轴承环(4)的方向从所述密封构件基部部分(12)凸出的第一密封构件尖端部分(13),
其特征在于,
所述密封构件(11)包括从所述密封构件基部部分(12)凸出的第二密封构件尖端部分(14),其中所述第一密封构件尖端部分(13)邻接所述第一轴承环(4)的第一壁(15),并且所述第二密封构件尖端部分(14)邻接所述轴承单元(1)的第二壁(16),其中所述第二壁(16)面向所述第一壁(15),并且其中所述密封构件(11)被配置和布置成使得所述第一密封构件尖端部分(13)与所述第一壁(15)之间的第一接触压力通过所述密封构件(11)传递到所述第二密封构件尖端部分(14)以增加所述第二密封构件尖端部分(14)与所述第二壁(16)之间的第二接触压力。
2.根据权利要求1所述的轴承单元(1),
其特征在于,
所述密封构件基部部分(12)借助于夹持板(17)夹持到所述第二轴承环(6)。
3.根据权利要求1或2所述的轴承单元(1),
其特征在于,
所述第一密封构件尖端部分(13)和所述第二密封构件尖端部分(14)凸出到所述第一轴承环(4)的第一凹槽(18)中,并且所述密封构件基部部分(12)固定地附接到所述第二轴承环(6),其中所述第一壁(15)是所述第一凹槽(18)的第一侧壁,并且所述第二壁(16)是所述第一凹槽(18)的第二侧壁。
4.根据权利要求2所述的轴承单元(1),
其特征在于,
所述第二壁(16)由所述夹持板(17)提供。
5.根据权利要求4所述的轴承单元(1),
其特征在于,
在所述夹持板(17)与所述第一轴承环(4)之间的间隙处提供唇缘密封件(19)以用于密封所述间隙。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承单元(1),
其特征在于,
所述第一轴承环(4)被配置为所述轴承单元(1)的内环,并且所述第二轴承环(6)被配置为所述轴承单元(1)的外环。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承单元(1),
其特征在于,
所述第一密封构件尖端部分(13)包括相邻于所述密封构件基部部分(12)开始并且终止于第一尖端端部区段(21)处的第一尖端主区段(20),其中比起所述第一尖端主区段(20)的相邻部分,所述第一尖端端部区段(21)具有更大宽度和/或包括更少柔性材料。
8.根据权利要求7所述的轴承单元(1),
其特征在于,
所述第一壁(15)包括第一经成形区段(22),其中所述第一尖端端部区段(21)与所述第一经成形区段(22)接触,和/或所述第二壁(16)包括第二经成形区段(23),其中第二尖端端部区段(24)与所述第二经成形区段(23)接触。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承单元(1),
其特征在于,
所述密封构件(11)包括集成的弹簧构件(25),其中所述弹簧构件(25)从所述第一密封构件尖端部分(13)延伸到所述第二密封构件尖端部分(14)。
10.一种风力涡轮机(3),其包括带有转子轴(27)和至少两个转子叶片(26)的转子单元(2)、用于通过所述转子单元(2)的移动产生电力的发电机单元(28)以及布置在所述转子轴(27)处的轴承单元(1),
其特征在于,
所述轴承单元(1)被配置为根据前述权利要求中的任一项所述的轴承单元(1)。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3814446A (en) * 1971-01-26 1974-06-04 K Derman Sealing arrangement
US4583748A (en) * 1983-07-27 1986-04-22 Recycloplast Ag Face seal for shafts of machines processing synthetic resin
US20040052637A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-18 Siemens Westinghouse Power Corporation Biased wear resistant turbine seal assembly
CN101429929A (zh) * 2007-06-14 2009-05-13 弗朗兹·米特希 液压预应力弹性体弹簧元件及其在风涡轮机轴承中的使用
WO2011015176A1 (de) * 2009-08-01 2011-02-10 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Dichtungseinrichtung für ein drehlager
US20110103728A1 (en) * 2009-10-15 2011-05-05 Roller Bearing Company Of America, Inc. Seal for bearings to accommodate large deformations
WO2014016017A1 (de) * 2012-07-27 2014-01-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager
EP3236096A1 (en) * 2014-12-16 2017-10-25 Laulagun Bearings, S.L. Sealing means for bearing of aero-generator
WO2017182233A1 (de) * 2016-04-20 2017-10-26 Pierburg Gmbh Abgasklappenvorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine
CN107339435A (zh) * 2016-04-28 2017-11-10 Imo控股有限责任公司 大型滚动轴承的密封装置和风力发电设备
CN107917137A (zh) * 2017-12-12 2018-04-17 洛阳新能轴承制造有限公司 一种防水型变桨轴承
CN111946735A (zh) * 2019-05-16 2020-11-17 西门子歌美飒可再生能源公司 用于风力涡轮机的轴承装置以及风力涡轮机

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008025725A1 (de) * 2008-05-29 2009-12-10 Rothe Erde Gmbh Dichtungssystem
DE102009014923C5 (de) * 2009-03-25 2015-07-23 Ab Skf Zweireihiges Kegelrollenlager, insbesondere zur Lagerung einer Rotorwelle einer Windkraftanlage
ES2564082T3 (es) * 2009-10-28 2016-03-17 Aktiebolaget Skf Junta con una porción de agarre para rodamiento, en particular para rodamiento utilizado en una turbina eólica
WO2011050837A1 (en) * 2009-10-28 2011-05-05 Aktiebolaget Skf X-shaped seal for rolling bearing, in particular for rolling bearing used in a wind turbine
DE102010019442A1 (de) * 2010-05-05 2011-11-10 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Wälzlager mit integrierter Abdichtung
WO2011159867A1 (en) * 2010-06-16 2011-12-22 Parker-Hannifin Corporation Floating wind turbine bearing seal with symmetrical profile
DE102010045671A1 (de) 2010-09-17 2012-03-22 Carl Freudenberg Kg Dichtprofil
JP2012112488A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Ntn Corp 旋回軸受のシール構造および旋回軸受
CN107191599A (zh) * 2017-05-09 2017-09-22 柯利佳 一种组合式密封件

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3814446A (en) * 1971-01-26 1974-06-04 K Derman Sealing arrangement
US4583748A (en) * 1983-07-27 1986-04-22 Recycloplast Ag Face seal for shafts of machines processing synthetic resin
US20040052637A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-18 Siemens Westinghouse Power Corporation Biased wear resistant turbine seal assembly
CN101429929A (zh) * 2007-06-14 2009-05-13 弗朗兹·米特希 液压预应力弹性体弹簧元件及其在风涡轮机轴承中的使用
WO2011015176A1 (de) * 2009-08-01 2011-02-10 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Dichtungseinrichtung für ein drehlager
US20110103728A1 (en) * 2009-10-15 2011-05-05 Roller Bearing Company Of America, Inc. Seal for bearings to accommodate large deformations
WO2014016017A1 (de) * 2012-07-27 2014-01-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager
EP3236096A1 (en) * 2014-12-16 2017-10-25 Laulagun Bearings, S.L. Sealing means for bearing of aero-generator
WO2017182233A1 (de) * 2016-04-20 2017-10-26 Pierburg Gmbh Abgasklappenvorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine
CN107339435A (zh) * 2016-04-28 2017-11-10 Imo控股有限责任公司 大型滚动轴承的密封装置和风力发电设备
CN107917137A (zh) * 2017-12-12 2018-04-17 洛阳新能轴承制造有限公司 一种防水型变桨轴承
CN111946735A (zh) * 2019-05-16 2020-11-17 西门子歌美飒可再生能源公司 用于风力涡轮机的轴承装置以及风力涡轮机

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