DE102020211754A1

DE102020211754A1 - Bearing device for a turbomachine

Info

Publication number: DE102020211754A1
Application number: DE102020211754.3A
Authority: DE
Inventors: Julia Schmidt-Petersen; Florian Neuberger; Franz-Josef Ertl; Krispin Broers
Original assignee: MTU Aero Engines AG
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2022-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung (10) für eine Strömungsmaschine, insbesondere zur Aufnahme wenigstens eines Wälzlagers zur Lagerung eines Rotors. Die Lagereinrichtung (1, 10) weist einen ringförmigen Montageflansch (2, 12) und eine Lageraufnahme (4, 14) auf, die durch einen Übergangsbereich (6, 16) miteinander verbunden sind. Der Übergangsbereich (16) wird von einer hohlzylinderförmigen Wandung gebildet, welche wenigstens eine Verdickung (17) aufweist.The invention relates to a bearing device (10) for a turbomachine, in particular for accommodating at least one roller bearing for supporting a rotor. The bearing device (1, 10) has an annular mounting flange (2, 12) and a bearing seat (4, 14), which are connected to one another by a transition area (6, 16). The transition area (16) is formed by a hollow-cylindrical wall which has at least one thickening (17).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung für eine Strömungsmaschine, insbesondere zur Aufnahme wenigstens eines Wälzlagers zur Lagerung eines Rotors, wobei die Lagereinrichtung einen ringförmigen Montageflansch und eine ringförmige Lageraufnahme aufweist, die durch einen Übergangsbereich miteinander verbunden sind.The invention relates to a bearing device for a turbomachine, in particular for accommodating at least one roller bearing for supporting a rotor, the bearing device having an annular mounting flange and an annular bearing mount which are connected to one another by a transition area.

Lager von Strömungsmaschinen werden oft von sogenannten Lagerkäfigen (engl. squirrel cages) gehalten, bei welchen der Montageflansch über Federstäbe mit der Lageraufnahme verbunden ist. An der Lageraufnahme ist direkt oder indirekt beispielsweise ein Kugel- oder Rollenlager befestigt. Die Federstäbe, welche den Übergangsbereich zwischen dem Montageflansch und der Lageraufnahme bilden, sind dabei entsprechend den auftretenden Lastfällen dimensioniert und ausgestaltet. Dabei muss der Übergangsbereich insbesondere einen Versatz zwischen Montageflansch und Lageraufnahme in radialer Richtung sowie ein Verkippen der Lageraufnahme gegenüber der Achse verhindern. Die Steifigkeit des Übergangsbereichs wird bei einem Lagerkäfig vor allem durch die Anzahl, die Querschnitte und die Länge der Federstäbe bestimmt, wobei die Länge der Streben maßgeblich die Steifigkeit beeinflusst. Über die Geometrie der Streben (rund oder eckig) hängen die radiale Verschiebung und die Verkippung voneinander ab. Hohe Lasten führen dabei zu Spannungsspitzen an den Übergängen der Streben zur Lageraufnahme bzw. zum Montageflansch. Entsprechend schränkt das bisherige Design bei hoher Last auch die minimale Gesamtlänge des Lagerkäfigs und damit auch der Lagereinrichtung ein. Da die Länge des Übergangsbereichs lokal die Länge des Triebwerks definiert ermöglicht eine Verkürzung des Übergangsbereichs eine Verkürzung der gesamten Strömungsmaschine und damit eine große Gewichtseinsparung.Bearings of turbomachines are often held by so-called squirrel cages, in which the mounting flange is connected to the bearing mount via spring bars. A ball or roller bearing, for example, is attached directly or indirectly to the bearing mount. The spring rods, which form the transition area between the mounting flange and the bearing mount, are dimensioned and designed according to the load cases that occur. The transition area must in particular prevent an offset between the mounting flange and the bearing mount in the radial direction and a tilting of the bearing mount relative to the axis. In the case of a bearing cage, the stiffness of the transition area is primarily determined by the number, the cross-sections and the length of the spring rods, with the length of the struts having a decisive influence on the stiffness. The radial displacement and tilting depend on each other via the geometry of the struts (round or square). High loads lead to stress peaks at the transitions from the struts to the bearing mount or to the mounting flange. Correspondingly, the previous design also restricts the minimum overall length of the bearing cage and thus also of the bearing device in the case of high loads. Since the length of the transition area locally defines the length of the engine, a shortening of the transition area allows the entire turbomachine to be shortened and thus a large weight saving.

Hiervon ausgehend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lagereinrichtung für eine Strömungsmaschine vorzuschlagen. Dies wird erfindungsgemäß durch die Lehre des unabhängigen Anspruchs erreicht. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Proceeding from this, it is an object of the present invention to propose an improved bearing device for a turbomachine. According to the invention, this is achieved by the teaching of the independent claim. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Lagereinrichtung für eine Strömungsmaschine vorgeschlagen, welche insbesondere zur Aufnahme wenigstens eines Wälzlagers zur Lagerung eines Rotors der Strömungsmaschine dient. Die Lagereinrichtung weist einen ringförmigen Montageflansch und eine Lageraufnahme auf, die durch einen Übergangsbereich miteinander verbunden sind. Der Übergangsbereich wird von einer im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Wandung gebildet, welche in einem von dem Montageflansch und der Lageraufnahme beabstandeten Bereich wenigstens eine umlaufende Verdickung aufweist.To solve the problem, a bearing device for a turbomachine is proposed, which serves in particular to accommodate at least one roller bearing for supporting a rotor of the turbomachine. The bearing device has an annular mounting flange and a bearing seat which are connected to one another by a transition area. The transition area is formed by an essentially hollow-cylindrical wall which has at least one circumferential thickening in an area spaced apart from the mounting flange and the bearing mount.

Die wenigstens eine umlaufende Verdickung der hohlzylinderförmigen Wandung ist in einem von beiden, dem Montageflansch und der Lageraufnahme beabstandeten Bereich der Wandung ausgebildet. Somit weist die Wandung mehrere insbesondere koaxial umlaufende Querstreifen mit wenigstens zwei verschiedenen Wanddicken auf. Diese in der Wandung ausgebildete Struktur weist eine hohe strukturelle Festigkeit auf, welche einem Verkippen der Lageraufnahme gegenüber dem Montageflansch entgegenwirkt. Axiale Bewegungen zwischen der Lageraufnahme und dem Montageflansch werden durch die Struktur der Wandung in geringem Umfang zugelassen, womit der Übergangsbereich eine gewisse Elastizität in axialer Richtung aufweist. Die Bezeichnung „hohlzylinderförmig“ schließt im Rahmen der Erfindung auch Ausführungen der Wandung ein, welche keine exakte Hohlzylinderform aufweisen, wie beispielsweise nicht exakt rotationssymmetrische Gestaltungen, oder Wandungen mit variierenden Wandstärken oder beispielsweise auch Wandungen, deren Querschnitt sich in wenigstens einem Bereich verjüngt oder vergrößert und daher insbesondere abschnittsweise hohlkegelförmig, bauchig oder dergleichen ausgebildet sind.The at least one peripheral thickening of the hollow-cylindrical wall is formed in a region of the wall spaced apart from both the mounting flange and the bearing mount. Thus, the wall has several, in particular coaxial, peripheral transverse strips with at least two different wall thicknesses. This structure formed in the wall has a high structural strength, which counteracts tilting of the bearing mount relative to the mounting flange. Axial movements between the bearing mount and the mounting flange are permitted to a small extent by the structure of the wall, which means that the transition area has a certain elasticity in the axial direction. In the context of the invention, the term "hollow-cylindrical" also includes wall designs that do not have an exact hollow cylindrical shape, such as designs that are not exactly rotationally symmetrical, or walls with varying wall thicknesses or, for example, walls whose cross-section tapers or increases in at least one area and are therefore formed in particular in sections as a hollow cone, bulbous or the like.

Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht einen Kompromiss bei der Ausgestaltung des Übergangsbereichs zwischen einer definierten Steifigkeit in Verbindung mit einer geringen Kippneigung zur Optimierung der Länge des Übergangsbereichs, wodurch insbesondere eine Verkürzung des Triebwerks und damit große Gewichtseinsparungen erreichbar sind.The proposed solution enables a compromise in the design of the transition area between a defined rigidity in conjunction with a low tendency to tilt to optimize the length of the transition area, which in particular allows the engine to be shortened and thus major weight savings to be achieved.

Bei einer Ausführungsform der Lagereinrichtung bildet die wenigstens eine umlaufende Verdickung einen geschlossenen Ring. Eine geschlossene ringförmige Verdickung kann deutlich höhere Kräfte aufnehmen als eine nicht durchgehende umlaufende Verdickung oder als ein Bereich mit einer sich über den Umfang verändernden Wanddicke. Öffnungen, variierende Wanddicken, Dünnstellen (Bereiche mit unterdurchschnittlicher Wanddicke) und dergleichen führen insbesondere zu einer Elastizität in Umfangsrichtung.In one embodiment of the bearing device, the at least one peripheral thickening forms a closed ring. A closed annular thickening can absorb significantly higher forces than a non-continuous circumferential thickening or as an area with a wall thickness that changes over the circumference. Openings, varying wall thicknesses, thin spots (areas with below-average wall thickness) and the like lead to elasticity in the circumferential direction in particular.

Bei einer Ausführungsform der Lagereinrichtung weist die Wandung mehrere umlaufende Verdickungen auf, welche axial zueinander beabstandet angeordnet sind. Über die Anzahl, die Gestaltung wie insbesondere Form, Breite und Dicke sowie den Abstand der umlaufenden Verdickungen des Übergangsbereichs können die gewünschten Eigenschaften des Übergangsbereichs insbesondere hinsichtlich der Steifigkeit sowie der radialen bzw. axialen Elastizität der Lagereinrichtung definiert werden.In one embodiment of the bearing device, the wall has a plurality of peripheral thickenings which are arranged at an axial distance from one another. The desired properties of the transition area, in particular with regard to the rigidity and the radial or axial elasticity of the bearing device, can be defined via the number, the design such as in particular the shape, width and thickness as well as the spacing of the circumferential thickenings of the transition area.

Bei einer Ausführungsform der Lagereinrichtung weist wenigstens eine umlaufende Verdickung eine geringere Wanddicke auf, als wenigstens eine andere umlaufende Verdickung. Insbesondere kann jede Verdickung des Übergangsbereichs abhängig von den gewünschten strukturellen und mechanischen Eigenschaften des Übergangsbereichs eine individuelle Wanddicke aufweisen. Ebenso ist es möglich, dass mehrere oder alle umlaufenden Verdickungen des Übergangsbereichs die gleiche Wandstärke aufweisen.In one embodiment of the bearing device, at least one peripheral thickening has a smaller wall thickness than at least one other peripheral thickening. In particular, each thickening of the transition region can have an individual wall thickness depending on the desired structural and mechanical properties of the transition region. It is also possible that several or all circumferential thickenings of the transition area have the same wall thickness.

Bei einer Ausführungsform der Lagereinrichtung ist die wenigstens eine umlaufende Verdickung verrundet ausgebildet und geht abgerundet in die Wandung über. Entsprechend weist der Übergangsbereich keine unverrundeten Kanten auf, an welchen sich Spannungsspitzen bilden könnten. Damit kann die Wanddicke des Übergangsbereichs insgesamt dünner ausgeführt sein, wodurch insbesondere auch Material und Gewicht eingespart werden kann.In one embodiment of the bearing device, the at least one circumferential thickening is rounded and merges into the wall in a rounded manner. Accordingly, the transition area has no unrounded edges on which stress peaks could form. The wall thickness of the transition region can thus be made thinner overall, as a result of which in particular material and weight can also be saved.

Bei einer Ausführungsform der Lagereinrichtung ist die Wandung des Übergangsbereichs rotationssymmetrisch ausgebildet. So sind alle Strukturen der Wandung wie insbesondere die Verdickungen und die an diese angrenzenden Bereiche geschlossen ringförmig ausgebildet. Die Lagereinrichtung weist damit in allen Richtungen radial zur Drehachse gleiche mechanische Eigenschaften insbesondere bezüglich der Steifigkeit und der Verlagerbarkeit der Lageraufnahme auf.In one embodiment of the bearing device, the wall of the transition area is rotationally symmetrical. All structures of the wall, such as in particular the thickenings and the areas adjoining them, are closed in the form of a ring. The bearing device thus has the same mechanical properties in all directions radially to the axis of rotation, in particular with regard to the rigidity and the displaceability of the bearing mount.

Bei einer Ausführungsform der Lagereinrichtung weist wenigstens ein angrenzend zu einer umlaufenden Verdickung angeordneter Bereich der Wandung wenigstens eine Aussparung auf. Ein solcher Bereich kann zwischen einer umlaufenden Verdickung und dem Montageflansch, zwischen einer umlaufenden Verdickung und der Lageraufnahme oder angeordnet zwischen zwei Verdickungen sein. Eine außerhalb einer Verdickung angeordnete Aussparung kann insbesondere zum Einsparen von Gewicht dienen, da die Steifigkeit der Wandung in diesem Bereich durch eine Aussparung nicht geschwächt wird.In one embodiment of the bearing device, at least one area of the wall arranged adjacent to a peripheral thickening has at least one recess. Such a region can be between a peripheral thickening and the mounting flange, between a peripheral thickening and the bearing mount or arranged between two thickenings. A cutout arranged outside of a thickening can be used in particular to save weight, since the rigidity of the wall in this area is not weakened by a cutout.

Bei einer Ausführungsform der Lagereinrichtung sind in dem wenigstens einen angrenzend zu einer umlaufenden Verdickung angeordneten Bereich der Wandung mehrere in Umfangsrichtung insbesondere gleichmäßig voneinander beabstandete Aussparungen angeordnet. Durch das Anbringen mehrerer solcher Aussparungen kann an der Lagereinrichtung auch mehr Gewicht eingespart werden. Insbesondere kann in einem solchen angrenzend zu einer umlaufenden Verdickung angeordneten Bereich der Wandung eine Vielzahl von gleichmäßig voneinander beabstandeten Aussparungen vorgesehen sein, so dass die Bereiche zwischen den Aussparungen Streben in der Art eines Lagerkäfigs ausbilden. Die Steifigkeit der Streben ist dabei auch abhängig von der Geometrie der Aussparungen bzw. der Streben sowie von der Gestaltung des Übergangs zur bzw. der Anbindung an die angrenzende Wandung bzw. zur Lageraufnahme oder zum Montageflansch.In one embodiment of the bearing device, in the at least one region of the wall arranged adjacent to a peripheral thickening, a plurality of recesses, in particular evenly spaced apart from one another in the circumferential direction, are arranged. By providing a plurality of such recesses, more weight can also be saved on the bearing device. In particular, in such a region of the wall arranged adjacent to a peripheral thickening, a multiplicity of recesses spaced evenly apart from one another can be provided, so that the regions between the recesses form struts in the manner of a bearing cage. The rigidity of the struts is also dependent on the geometry of the recesses or the struts and on the design of the transition to or the connection to the adjacent wall or to the bearing mount or to the mounting flange.

Bei einer Ausführungsform der Lagereinrichtung ist wenigstens ein Abschnitt am äußeren Umfang der Lageraufnahme zum Ausbilden eines Squeeze-Films eingerichtet. Ein solcher Squeeze-Film wird üblicherweise von einem Schmiermittelfilm gebildet, der zur Schmierung und/ oder Kühlung von Wälzkörpern eines daran angeordneten Wälzlagers verwendet werden kann. Ebenso kann der Squeeze-Film auch wenigstens einen Teil einer Gleitlagerung eines um die Lageraufnahme rotierenden Elements bilden. Der Squeeze-Film dient hierbei insbesondere auch zum Dämpfen möglicher Relativbewegungen zwischen der Lageraufnahme und dem um diese rotierenden Element.In one embodiment of the bearing device, at least one section on the outer circumference of the bearing seat is designed to form a squeeze film. Such a squeeze film is usually formed by a lubricant film that can be used to lubricate and/or cool rolling elements of a rolling bearing arranged thereon. Likewise, the squeeze film can also form at least part of a plain bearing of an element rotating around the bearing mount. The squeeze film also serves in particular to dampen possible relative movements between the bearing mount and the element rotating around it.

Bei einer Ausführungsform der Lagereinrichtung ist in der Wandung des Übergangsbereichs wenigstens ein Schmiermittelkanal zum Versorgen des Squeeze-Films mit Schmiermittel angeordnet. Durch einen solchen Schmiermittelkanal wird Schmiermittel von einer Schmiermittelversorgungseinrichtung durch die Wandung des Übergangsbereichs der Lagereinrichtung an den äußeren Umfang der Lagereinrichtung zum Ausbilden des Schmiermittelfilms geführt.In one embodiment of the bearing device, at least one lubricant channel for supplying the squeeze film with lubricant is arranged in the wall of the transition area. Lubricant is guided through such a lubricant channel from a lubricant supply device through the wall of the transition region of the bearing device to the outer circumference of the bearing device to form the lubricant film.

Bei einer Ausführungsform der Lagereinrichtung ist diese mit einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt. Zu den generativen Fertigungsverfahren gehören beispielsweise das Lasersintern, das Selective Laser Sintering (SLS), das Elektronenstrahlsintern, das Electron Beam Melting (EBM), das Selective Laser Melting (SLM) oder das 3D-Printing usw. Dabei wird der hinzuzufügende oder aufzutragende Werkstoff in Pulverform verarbeitet, beispielsweise als Pulver aus Metall oder einer Metalllegierung. Das Pulver wird hierbei insbesondere schichtweise auf ein Substrat aufgetragen. Anschließend wird die Pulverschicht in einem Bauteilbereich zum Ausbilden des Bauteils mithilfe einer Energiestrahlung verfestigt, wie beispielsweise mittels einem Laserstrahl und/ oder einem Elektronenstrahl. Anschließend wird die nächste Pulverschicht aufgetragen und wiederum mittels Energiestrahlung selektiv bis zu Fertigstellung des Bauteils, hier der Lagereinrichtung, verfestigt. Mittels des generativen Fertigungsverfahrens kann dabei auch wenigstens ein Schmiermittelkanal zum Versorgen des Squeeze-Films mit Schmiermittel ausgebildet werden.In one embodiment of the bearing device, it is manufactured using an additive manufacturing process. Additive manufacturing processes include, for example, laser sintering, selective laser sintering (SLS), electron beam sintering, electron beam melting (EBM), selective laser melting (SLM) or 3D printing, etc. The material to be added or applied is Processed powder form, for example as a powder made of metal or a metal alloy. In this case, the powder is applied in particular in layers to a substrate. Subsequently, the powder layer is solidified in a component area to form the component using energy radiation, such as a laser beam and/or an electron beam. The next layer of powder is then applied and again selectively solidified by means of energy radiation until the component, in this case the storage facility, is completed. At least one lubricant channel for supplying the squeeze film with lubricant can also be formed by means of the generative manufacturing process.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt

1 eine dreidimensionale Darstellung einer im Stand der Technik bekannten Lagereinrichtung;
2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Lagereinrichtung;
3 eine dreidimensionale Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Lagereinrichtung;
4 eine Schnittdarstellung der in 3 gezeigten beispielhaften erfindungsgemäßen Lagereinrichtung;
5 eine dreidimensionale Darstellung einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Lagereinrichtung; und
6 eine Schnittdarstellung der in 5 gezeigten weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Lagereinrichtung.

Further features, advantages and possible applications of the invention result from the following description in connection with the figures. It shows

1 a three-dimensional representation of a storage device known in the prior art;
2 a schematic representation of an exemplary storage facility;
3 a three-dimensional representation of an exemplary storage device according to the invention;
4 a sectional view of the 3 shown exemplary storage device according to the invention;
5 a three-dimensional representation of a further exemplary storage device according to the invention; and
6 a sectional view of the 5 shown further exemplary storage device according to the invention.

1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer im Stand der Technik bekannten Lagereinrichtung 1 für eine Strömungsmaschine. Die Lagereinrichtung 1 weist einen ringförmigen Montageflansch 2 und eine Lageraufnahme 4 auf, die durch einen Übergangsbereich 6 miteinander verbunden sind. Der Übergangsbereich 6 weist eine Mehrzahl gleichmäßig voneinander beabstandeter Federstäbe 6a auf. Die Lageraufnahme 4 weist an ihrem inneren Umfang 4a einen Lagersitz zur Aufnahme wenigstens eines nicht dargestellten Wälzlagers zur Lagerung eines ebenfalls nicht dargestellten Rotors der Strömungsmaschine auf. Am äußeren Umfang 4b der Lageraufnahme 4 ist ein sogenannter Squeeze-Film zur Dämpfung der Lagerung ausbildbar. 1 shows a three-dimensional representation of a bearing device 1 known in the prior art for a turbomachine. The bearing device 1 has an annular mounting flange 2 and a bearing seat 4 which are connected to one another by a transition area 6 . The transition region 6 has a plurality of spring bars 6a which are spaced evenly apart from one another. The bearing seat 4 has on its inner circumference 4a a bearing seat for receiving at least one roller bearing, not shown, for supporting a rotor of the turbomachine, also not shown. A so-called squeeze film can be formed on the outer circumference 4b of the bearing mount 4 to dampen the bearing.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Lagereinrichtung 1 sowie deren Lagerstellen 3. Eine definierte Steifigkeit dieser Lagereinrichtung 1 wird hauptsächlich über den Übergangsbereich 6 eingestellt, der bei der in 1 dargestellten Ausführung von einem Federkäfig gebildet wird. Auf den Übergangsbereich 6 wirken insbesondere während dem Betrieb der Strömungsmaschine radial gerichtete Kräfte F1, welche zu einer radialen Verschiebung (in Strichlinien eingezeichnet) der Lageraufnahme 4 gegenüber dem Montageflansch 2 führen. Der Übergangsbereich 6 ist dabei so gestaltet, dass dieser mit den Federstäben 6a einer Verkippung (in Punktlinien eingezeichnet) der Lageraufnahme 4 gegenüber der Achse A entgegenwirkt. Bei der Gestaltung des Übergangbereichs 6 ist es daher erforderlich, einen Kompromiss zwischen einer definierten Steifigkeit und einer geringen Verkippung zu erreichen. Die Lagereinrichtung 1 sollte dabei auch ein möglichst geringes Gewicht aufweisen. 2 shows a schematic representation of an exemplary bearing device 1 and its bearing points 3. A defined rigidity of this bearing device 1 is mainly set via the transition area 6, which occurs in the in 1 illustrated embodiment is formed by a spring cage. In particular during operation of the turbomachine, radially directed forces F1 act on the transition region 6 and lead to a radial displacement (shown in dashed lines) of the bearing mount 4 relative to the mounting flange 2 . The transition area 6 is designed in such a way that it counteracts a tilting (shown in dotted lines) of the bearing mount 4 relative to the axis A with the spring rods 6a. When designing the transition area 6, it is therefore necessary to reach a compromise between a defined rigidity and low tilting. The storage device 1 should also have the lowest possible weight.

3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Lagereinrichtung 10 für eine Strömungsmaschine und 4 eine Schnittdarstellung der in 3 gezeigten beispielhaften Lagereinrichtung. Die Lagereinrichtung 10 weist einen ringförmigen Montageflansch 12 und eine Lageraufnahme 14 auf, die durch einen Übergangsbereich 16 miteinander verbunden sind. Die Lageraufnahme 14 weist an ihrem inneren Umfang 14a einen Lagersitz zur Aufnahme wenigstens eines nicht dargestellten Wälzlagers zur Lagerung eines ebenfalls nicht dargestellten Rotors der Strömungsmaschine auf. Am äußeren Umfang 14b der Lageraufnahme 14 ist ein sogenannter Squeeze-Film zur Dämpfung der Lagerung ausbildbar. Der Übergangsbereich 16 wird von einer hohlzylinderförmigen Wandung gebildet, welche in einem von dem Montageflansch 12 und der Lageraufnahme 14 beabstandeten Bereich zwei umlaufende Verdickungen 17 aufweist. Die Wandung des Übergangsbereichs 16 ist dabei rotationssymmetrisch ausgebildet. 3 shows a three-dimensional representation of an exemplary bearing device 10 according to the invention for a turbomachine and 4 a sectional view of the 3 shown exemplary storage facility. The bearing device 10 has an annular mounting flange 12 and a bearing seat 14 which are connected to one another by a transition area 16 . The bearing seat 14 has on its inner circumference 14a a bearing seat for accommodating at least one roller bearing, not shown, for supporting a rotor of the turbomachine, also not shown. A so-called squeeze film can be formed on the outer circumference 14b of the bearing mount 14 to dampen the bearing. The transition area 16 is formed by a hollow-cylindrical wall, which has two peripheral thickenings 17 in an area spaced apart from the mounting flange 12 and the bearing mount 14 . The wall of the transition region 16 is designed to be rotationally symmetrical.

Die umlaufenden Verdickungen 17 der beispielhaften Lagereinrichtung 10 bilden jeweils einen geschlossenen Ring. Dadurch kann der Übergangsbereich 16 deutlich höhere Kräfte aufnehmen als mit einer oder zwei nicht durchgehenden bzw. geschlossenen umlaufenden Verdickungen 17. Die beiden in der Wandung ausgebildeten umlaufenden Verdickungen 17 sind axial in einem Abstand a zueinander beabstandet angeordnet und weisen in etwa die gleiche Wanddicke auf. Die umlaufenden Verdickungen 17 der Lagereinrichtung 10 sind verrundet ausgebildet und gehen jeweils beidseits abgerundet in die Wandung über.The circumferential thickenings 17 of the exemplary bearing device 10 each form a closed ring. As a result, the transition area 16 can absorb significantly higher forces than with one or two non-continuous or closed peripheral thickenings 17. The two peripheral thickenings 17 formed in the wall are arranged at a distance a from one another axially and have approximately the same wall thickness. The encircling thickenings 17 of the bearing device 10 are rounded and merge into the wall on both sides in a rounded manner.

Ein zentral am äußeren Umfang 14b der Lageraufnahme 14 angeordneter Abschnitt 13 weist eine Oberflächengüte auf, die zum Ausbilden eines Squeeze-Films geeignet ist. Wie in der Schnittdarstellung in 4 erkennbar ist, ist in der Wandung des Übergangsbereichs 16 ein Schmiermittelkanal 18 zum Versorgen eines am äußeren Umfang 14b der Lageraufnahme 14 angeordneten Squeeze-Films mit Schmiermittel ausgebildet. Der Schmiermittelkanal 18 verläuft dabei von der Stirnseite des Montageflanschs 12 durch die Wandung des Übergangsbereichs 16 und mündet am äußeren Umfang 14b der Lageraufnahme 14 im Bereich des Abschnitts 13. Ein durch den Schmiermittelkanal 18 geführtes Schmiermittel dient zum Ausbilden eines Squeeze-Films an der Lageraufnahme 14. Die in den 3 und 4 dargestellte Lagereinrichtung 10 kann beispielsweise mit einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt sein. Mit diesem Verfahren können entsprechend der Lagereinrichtung 10 gestaltete Bauteile gut hergestellt werden. Insbesondere kann unmittelbar bei der Herstellung mit einem generativen Verfahren ein Schmiermittelkanal 18 in der Lagereinrichtung 10 und insbesondere im Übergangsbereich 16 ausgebildet werden.A section 13 arranged centrally on the outer circumference 14b of the bearing seat 14 has a surface quality which is suitable for forming a squeeze film. As in the sectional view in 4 As can be seen, a lubricant channel 18 for supplying a squeeze film arranged on the outer circumference 14b of the bearing mount 14 with lubricant is formed in the wall of the transition region 16 . The lubricant channel 18 runs from the end face of the mounting flange 12 through the wall of the transition area 16 and opens out on the outer circumference 14b of the bearing mount 14 in the area of section 13. A lubricant guided through the lubricant channel 18 is used to form a squeeze film on the bearing mount 14 .The in the 3 and 4 Bearing device 10 shown can be produced, for example, with an additive manufacturing process. Components designed in accordance with the bearing device 10 can be produced well with this method. In particular, a lubricant channel 18 in of the bearing device 10 and in particular in the transition region 16.

5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Lagereinrichtung 10 für eine Strömungsmaschine und 6 eine Schnittdarstellung der in 5 gezeigten weiteren beispielhaften Lagereinrichtung. Gleiche Elemente der in den 3 und 4 bzw. 5 und 6 dargestellten Lagereinrichtungen 10 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Ausführung der in den 5 und 6 dargestellten Lagereinrichtung 10 unterscheidet sich von der in den 3 und 4 dargestellten Lagereinrichtung 10 dadurch, dass in einem Bereich der Wandung des Übergangsbereichs 16, der angrenzend zu den beiden Verdickungen 17 angeordnet ist, mehrere Aussparungen 19 angeordnet sind. Die Aussparungen 19 durchbrechen die Wandung jeweils und weisen eine elliptische Form auf. In Umfangsrichtung sind die Aussparungen 19 gleichmäßig voneinander beabstandet, so dass der Bereiche in dem die Aussparungen 19 angeordnet sind, eine Art Lagerkäfig ausbilden. 5 shows a three-dimensional representation of a further exemplary bearing device 10 according to the invention for a turbomachine and 6 a sectional view of the 5 shown further exemplary storage device. Same elements as in the 3 and 4 or. 5 and 6 Bearing devices 10 shown are denoted by the same reference numerals. The execution of the 5 and 6 Storage device 10 shown differs from that in FIGS 3 and 4 Bearing device 10 shown in that in a region of the wall of the transition region 16, which is arranged adjacent to the two thickenings 17, a plurality of recesses 19 are arranged. The recesses 19 each break through the wall and have an elliptical shape. In the circumferential direction, the recesses 19 are evenly spaced from one another, so that the areas in which the recesses 19 are arranged form a type of bearing cage.

Wie insbesondere in 6 erkennbar ist, weist bei dieser beispielhaften Ausführung die näher am Lagerflansch 12 angeordnete Verdickung 17 eine größere Wandstärke auf, als die näher an der Lageraufnahme 14 angeordnete Verdickung 17, so dass die näher an der Lagerflansch 12 angeordnete Verdickung 17 eine größere Steifigkeit aufweist als die weiter vom Lagerflansch 12 angeordnete Verdickung 17.As in particular in 6 As can be seen, in this exemplary embodiment, thickening 17 arranged closer to bearing flange 12 has a greater wall thickness than thickening 17 arranged closer to bearing receptacle 14, so that thickening 17 arranged closer to bearing flange 12 has greater rigidity than further Thickening 17 arranged by the bearing flange 12.

BezugszeichenlisteReference List

11: Lagereinrichtungstorage facility
22: Montageflanschmounting flange
44: Lageraufnahmestock pick-up
4a4a: innerer Umfang der Lageraufnahmeinner circumference of the bearing mount
4b4b: äußerer Umfang der Lageraufnahmeouter circumference of the bearing mount
66: Übergangsbereichtransition area
6a6a: Federstab spring bar
1010: Lagereinrichtungstorage facility
1212: Montageflanschmounting flange
1313: Abschnittsection
1414: Lageraufnahmestock pick-up
14a14a: innerer Umfang der Lageraufnahmeinner circumference of the bearing mount
14b14b: äußerer Umfang der Lageraufnahmeouter circumference of the bearing mount
1616: Übergangsbereichtransition area
1717: Verdickungthickening
1818: Schmiermittelkanallubricant channel
1919: Aussparung recess
AA: Achseaxis
aa: Abstanddistance

Claims

Bearing device for a turbomachine, in particular for accommodating at least one roller bearing for supporting a rotor, the bearing device (1, 10) having an annular mounting flange (2, 12) and a bearing mount (4, 14) which, through a transition region (6, 16 ) are connected to one another, characterized in that the transition area (16) is formed by a hollow-cylindrical wall which has at least one peripheral thickening (17) in an area spaced apart from the mounting flange (12) and the bearing mount (14).

storage facility claim 1 , characterized in that the peripheral thickening (17) forms a closed ring.

Bearing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the wall has a plurality of circumferential thickenings (17) which are arranged at an axial distance from one another.

Bearing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one peripheral thickening (17) has a smaller wall thickness than at least one other peripheral thickening of the transition area (16).

Storage device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one circumferential thickening (17) is rounded and merges into the wall in a rounded manner.

Bearing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the wall of the transition area (16) is rotationally symmetrical.

Storage device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one region of the wall arranged adjacent to a peripheral thickening (17) has at least one recess (19).

storage facility claim 7 , characterized in that in at least one area of the wall arranged adjacent to a peripheral thickening (17) there are several peripheral direction in particular evenly spaced recesses (19) are arranged.

Bearing device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one section (13) on the outer circumference (14b) of the bearing mount (14) is designed to form a squeeze film.

storage facility claim 9 , characterized in that in the wall of the transition region (16) at least one lubricant channel (18) for supplying the squeeze film with lubricant is arranged.

Storage device according to at least one of the preceding claims, characterized in that it is produced using an additive manufacturing process.