DE60002160T2

DE60002160T2 - Nachgiebige lagerstütze

Info

Publication number: DE60002160T2
Application number: DE60002160T
Authority: DE
Inventors: Eric Tremaine
Original assignee: Pratt and Whitney Canada Corp
Current assignee: Pratt and Whitney Canada Corp
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2020-01-19
Also published as: JP2002535571A; DE60002160D1; US6099165A; EP1147324A1; WO2000043687A1; CA2354261C; EP1147324B1; CA2354261A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerabstützstruktur, insbesondere eine ringförmige Abstützung zum Aufnehmen von radialer Ausdehnung und lateraler Verlagerung und zum Dämpfen von lateralen Schwingungen einer Radiallagerung bezogen auf eine statische Abstützung.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es ist bekannt, dass Radiallager einer rotierenden Welle eine akkurate konzentrische Ausrichtung erfordern. Jedoch kann die Verwendung eines Präzisions¬ lagerbauteils eine derartige Anforderung in manchen Anwendungen nicht immer sicherstellen. Das gilt insbesondere in einer Situation, in der eine rotierende Welle drehbar von drei oder mehr Radiallagern abgestützt ist. Die Ausrichtungsfehler bewirken unausweichlich eine kleine radiale Verlagerung der rotierenden Welle, und als Folge werden Reibungskräfte zwischen den rotierenden Bauteilen und den stationären Bauteilen erzeugt. Folglich kann es zu einem vorzeitigen Lagerversagen kommen.
Unter Berücksichtigung der dynamischen Anforderungen ist die Verwendung von Präzisionslagerbauteilen zusammen mit einem effektiven System für eine Lagerschmierung erforderlich für eine rotierende Welle, die mit einer relativ hohen Drehzahl angetrieben wird, beispielsweise einer Turbinenwelle. Beim Betrieb bei hoher Drehzahl geben manche rotierende Wellen ein hörbares Wimmern oder Geräusch ab, hauptsächlich als eine Folge der hochfrequenten radialen Schaftexkursionen, die durch die Unwucht der rotierenden Bauteile bewirkt werden. Bei vielen Rotationslagerungsanwendungen ist es nicht möglich, die Lagerstreckungslänge oder die Geometrie der Lagerung oder die Eigenschaften des Lagers zu ändern, um eine resonanzfreie Konstruktion in dem Lager und seinem Gehäuse zu schaffen, was komplementär zu dem gewünschten oder erforderlichen Drehzahlbereich der Lagerung ist. Folglich ist es erforderlich, eine Lagergehäuseanordnung bereitzustellen, die die Exkursionen der rotierenden Welle und die Schwingungen eliminiert, um ein vorzeitiges Lagerversagen, aufwändige Wartung und Reparatur zu vermeiden.
Deshalb ist eine weiche Lagerstruktur wünschenswert sowohl für statische als auch für dynamische Anwendungen, um laterale Verlagerung eines Lagers aufzunehmen und laterale Schwingung des Lagers relativ zu einer statischen Abstützstruktur zu dämpfen.
Anstrengungen wurden in dem Industriegebiet unternommen, um eine weiche Lagerabstützstruktur zu schaffen. Beispielsweise ist das US-Patent Nr. 4457667, welches Seibert et al. am 3. Juli 1984 erteilt wurde, mit dem Titel "Viscous Damper with Rotor Centering Means" versehen. Seibert beschreibt in diesem Patent ein Verfahren zum Verwenden einer Zentrierfeder für ein vis¬ kositätsgedämpftes Lager einer Flugzeug-Gasturbinenmaschine, so dass der Lagerrotor der Welle nicht gegen die Bodenwand des Reservoirs des Viskositätsdämpfers während Flugzeugmanövern angeht. Die Federrate der Zentrier¬ feder ist so optimiert, dass eine Relativbewegung des Rotors zu dem Gehäuse minimiert ist, während die erforderliche Menge an Bewegung in dem Viskosi¬ tätsdämpfer beibehalten ist. Die Zentrierfeder weist eine Gruppe von Federstäben auf, die individuell zusammengebaut sind, um den Viskositätsdämpfer abzustützen. Deshalb sind Zeit und Arbeit im Übermaß erforderlich, um diese Struktur zusammenzubauen. Ein anderes Problem ist, dass das Lager tatsächlich sowohl durch den Viskositätsdämpfer als auch durch die Zentrierfeder abgestützt ist und deshalb die Flexibilität oder die Weichheiten des Lagers eine Folge der Kombination der zwei Abstützstrukturen ist. Es ist schwierig, die Flexibilität oder Weichheit des Lagers präzise einzustellen, um eine vorbestimmte Anforderung zu erfüllen.
Als ein anderes Beispiel beschreibt Sood, in dem US-Patent Nr. 3 979 155, welches am 7. September 1976 Sood et al. erteilt wurde und den Titel "Flexible Dampered Bearing Support" trägt, eine flexible gedämpfte Lagerabstützung, die ein bewegliches Element zum Abstützen des Lagers in einem stationären Rahmen, eine flexible Federanordnung zum Aufhängen des beweglichen Elements an dem Rahmen und zum Zentrieren des Lagers relativ zu der Welle, einem gleichförmigen Fluidfilm, der in den Bereich zwischen dem Rahmen und dem beweglichen Gehäuse zum Dämpfen der Lagerreaktion gepresst ist, und mindestens eine Hilfsfeder, die unter der Mittellinie der Welle positioniert ist und so angeordnet ist, dass sie auf das bewegliche Element zum Abstützen des Totgewichts der Rotorstruktur wirkt, aufweist. Eine derartige Konstruktion arbeitet nach einem Prinzip ähnlich zu dem, welches von Seibert in US-Patent Nr. 4 457 667 beschrieben wurde, mit der Ausnahme der zusätzlichen Hilfsfeder zum Abstützen des Totgewichts der Rotorstruktur. Die Lagerabstützung, die von Sood beschrieben wurde, hat auch ein Problem, dass es schwierig ist, die Flexibilität oder Weichheit der Lagerabstützung präzise zu berechnen und einzustellen. Eine Gruppe von Federbalken ist vorgesehen, statt dass ein einzelner Federbalken integral mit dem beweglichen Element, welches ein Teil des Dämpfers ist, beweglich ist. Deshalb muss das bewegliche Element ersetzt werden, wenn die Federbalken ausgetauscht werden müssen zum Zwecke der Einstellung der Flexibilität. Die Federbalken erstrecken sich axial und sind axial an dem von dem beweglichen Element beabstandeten Rahmen abgestützt statt radial abgestützt zu sein, was mehr axialen Raum für eine gewünschte Flexibilität erfordert.
Ein weiteres Beispiel ist in dem US-Patent Nr. 5 161 940 beschrieben, welches Newland am 10. Oktober 1992 erteilt wurde und den Titel "Annular Support" trägt. In diesem Patent beschreibt Newland eine ringförmige Abstützung, die einen ersten und einen zweiten axial beabstandeten axialen Abstützring aufweist, die mit einer Mehrzahl von länglichen Übertragungselementen verbunden sind, die gleichmäßig um den Umfang der Ringe beabstandet sind. Die Übertragungselemente sind so gestaltet, dass sie ein erstes und ein zweites Querschnitts-Trägheitsbiegemoment haben, wobei das zweite Trägheitsmoment mindestens eine Größenordnung größer als das erste Trägheitsmoment ist. Die Übertragungselemente sind so ausgerichtet, dass die Achse, die das erste Trägheitsmoment eines jeden Übertragungselements definiert, tangential zu dem Umfang der ringförmigen Abstützringe liegt. Deshalb lassen sich die Übertragungsbalken relativ leicht radial biegen, wenn sich ein Ring oder der andere radial bewegt, sie sind aber relativ unflexibel für eine versuchte laterale oder umfangsmäßige Verlagerung in der örtlichen Umfangsebene. In Folge der bevorzugten Orientierung der Trägheitsmomente in den Transferelementen verhindert die ringförmige Abstützung, die in diesem Patent beschrieben ist, die relevanteste Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Ring, während sie eine gleichförmige, unterschiedliche radiale Ausdehnung, die typischer¬ weise durch unterschiedliche Wärmebedingungen bewirkt wird, zulässt. Deshalb ist es offensichtlich, dass die ringförmige Abstützung nicht anwendbar ist, um seitliche Verlagerungen aufzunehmen und Schwingungen zu dämpfen.
Ein weiteres Beispiel ist in US-Patent Nr. 2 936 141 beschrieben, welches Rapata am 10. Mai 1960 erteilt wurde und den Titel "Resilient Mount" trägt. Rapata beschreibt eine integrale, einstückig geformte Kunststoff-Motorbefestigung, die Abstützspeichen verwendet, die versetzte Bereiche darin haben, die sich radial zwischen zwei Ringen erstrecken, die radial voneinander beabstandet sind. Damit sind die versetzten Bereiche der Abstützspeichen Verdrehkräften ausgesetzt, wenn einer der radial beabstandeten Ringe relativ zu dem anderen verlagert wird. Dennoch ist die Elastizität, die durch die versetzten Bereiche der radialen Speichen geschaffen ist, beschränkt in Folge der axialen Abmessungen des Versatzes, der auf die radial beabstandete Anordnung der zwei Ringe begrenzt ist. Außerdem schaffen der erste und der zweite Ring, die axial von den Speichen beabstandet sind, die Versatzbereiche haben, nicht nur eine radiale, axiale und rotationsmäßige Elastizität dazwischen, sondern erlauben auch eine winkelmäßige Verlagerung der Achse des ersten Rings relativ zu der Achse des zweiten Rings, was nicht erwünscht ist. Deshalb ist Rapatas Motorbefestigung nicht anwendbar auf eine Rotationswelle hoher Drehzahl, die von drei oder mehr Radiallagern abgestützt ist.
Es besteht ein Bedürfnis nach einer weichen Lagerabstützstruktur zum Aufnehmen lateraler Verlagerung und zum Dämpfen lateraler Schwingung, welche die Nachteile des Stands der Technik überwindet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lagerabstützstruktur bereitzustellen zum Aufnehmen radialer Ausdehnung und lateraler Verlagerung und zum Dämpfen von Schwingung eines Lagers relativ zu einer statischen Abstützstruktur.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine weiche Lagerabstützstruktur bereitzustellen, die in der Lage ist, an dynamische Anforderung angepasst zu werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine ringförmige Abstützung bereitgestellt zum Aufnehmen radialer Ausdehnung und lateraler Verlagerung und zum Dämpfen von Schwingung eines Lagers relativ zu einer Abstützstruktur mit einem ringförmigen Gehäuse, das daran angepasst ist, das Lager darin radial abzustützen, wobei die ringförmige Abstützung ferner aufweist:
ein Krag-Abstützelement, welches eine Mehrzahl von Balken aufweist, die sich integral zwischen einem ersten Ring und einem zweiten Ring erstrecken, wobei der erste Ring konzentrisch mit dem ringförmigen Gehäuse ist und mit diesem verbunden ist und der zweite Ring axial von dem ersten Ring beabstandet ist und im Wesentlichen koaxial zu diesem ist, wobei der zweite Ring an der Abstützstruktur befestigt ist; und
wobei die Balken umfangsmäßig beabstandet sind, wobei jeder der Balken relativ flexibel um sowohl eine erste Querbiegeachse, die relativ zu einer Mittelachse des Lagers umfangsmäßig orientiert ist, als auch eine zweite Querbiegeachse, die rechtwinklig zu der ersten Biegeachse orientiert ist, ist, wobei das ringförmige Gehäuse relativ zu der Abstützstruktur nur durch das Krag-Abstützelement abgestützt ist, so dass eine Flexibilität zwischen dem ringförmigen Gehäuse und der Abstützstruktur geschaffen ist, um die radiale Ausdehnung und die laterale Verlagerung aufzunehmen und die Schwingung zu dämpfen.
Das ringförmige Gehäuse weist vorzugsweise einen zylinderförmigen Bereich zum Aufnehmen des Lagers darin auf und einen Fortsatzbereich, der von dem zylinderförmigen Bereich radial, axial und nach außen fortgesetzt ist und mit dem ersten Ring verbunden ist. Der erste und der zweite Ring können einen ähnlichen Durchmesser haben.
Vorzugsweise ist das ringförmige Gehäuse axial zwischen dem ersten und dem zweiten Ring.
Jeder der Balken ist vorzugsweise individuell unflexibel für eine versuchte axiale Verformung, so dass das Krag-Abstützelement als Ganzes unflexibel um irgendeine Querbiegeachse Ist, die rechtwinklig relativ zu der Mittelachse orientiert ist. Die Balken können vorzugsweise identisch sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das ringförmige Gehäuse vorzugsweise ein ringförmiges Lagerabstützelement zum Aufnehmen des Lagers darin auf, wobei das ringförmige Lagerelement radial und nach innen von dem zylinderförmigen Bereich beabstandet ist und koaxial zu diesem ist. Eine Mehrzahl von Abstützstreben kann sich axial erstrecken und mit dem zylinderförmigen Bereich und dem ringförmigen Lagerabstützelement verbunden sein. Das ringförmige Lagerabstützelement weist vorzugsweise eine Fluidpassage zum Aufnahmen von Schmierfluiden zum Schmieren des Lagers auf. Eine Öffnung ist in dem zylinderförmigen Bereich vorgesehen, die daran angepasst ist, eine Serviceleitung dort hindurch aufzunehmen, wobei die Serviceleitung sich radial und nach innen zwischen zwei benachbarten Balken erstreckt und mit der Fluidpassage in dem ringförmigen Lagerabstützelement zum Zuführen von Schmierfluiden kommuniziert.
Die ringförmige Abstützung gemäß der Erfindung ist eine einfache mechanische Struktur, die zwischen der statischen Abstützstruktur und einem Lager, bei dem es sich um ein einfaches Drehlager oder ein ölgedämpftes Lager handeln kann, installiert wird. Die vorteilhafte Struktur schafft nicht nur eine flexible Abstützung zum Aufnehmen statischer Verlagerungen und dynamischer Schwingungen des Lagers, sondern auch für Wärmeausdehnung zwischen der statischen Abstützung und dem Lager. Außerdem schafft die ringförmige Abstützung einen einfachen Zugang für eine Serviceleitung zum Zuführen von Schmierfluiden an das Lager. Die Flexibilität des Krag-Abstützelements ist bestimmt durch die Auswahl einer Kombination von Anzahl, Breite und Dicke der Balken dafür. Die ringförmige weiche Abstützung ist einstellbar durch das Austauschen des Krag-Abstützelements, um die Anforderung eines vorbestimmten Arbeitszustands zu erfüllen. Die ringförmige Abstützung kann breit auf Rotationsmaschinen angewendet werden und insbesondere auf Maschinen mit hohen Drehzahlen, beispielsweise Flugzeugturbinentriebwerke.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Längsschnitt-Teilansicht einer Gasturbinenmaschine, die eine ringförmige Abstützanordnung für Lager gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 zeigt ein ringförmiges Gehäuse der ringförmigen Abstützanordnung in einer Frontansicht, die durch den Pfeil A in der Fig. 1 angegeben ist, und zeigt eine Mehrzahl von tangentialen Abstützstreben, die sich zwischen einem zylinderförmigen Bereich und einem ringförmigen Lagerabstützelement erstrecken;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Krag-Abstützelements der ringförmigen Abstützanordnung von Fig. 1;
Fig. 4 ist eine rückwärtige Ansicht des Krag-Abstützelements von Fig. 3;
Fig. 5 auf dem gleichen Blatt wie Fig. 1 ist eine Teil-Seitenansicht, die das Krag-Abstützelement zeigt, welches sich in einem Biegezustand befindet, wenn jeder Balken individuell für eine axiale Verformung flexibel ist;
Fig. 6 auf dem gleichen Blatt wie Fig. 1 ist eine Teil-Seitenansicht, die das Krag-Abstützelement zeigt, welches in einer lateralen Verformung ist, wenn jeder Balken individuell inflexibel für eine versuchte axiale Verformung ist; und
Fig. 7 ist eine radiale Schnittansicht auf dem gleichen Blatt wie Fig. 2 und zeigt einen Querschnitt der ringförmigen Abstützanordnung, die mit einer Serviceleitung verbunden ist, der an der Linie 7-7 in Fig. 1 genommen ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Es wird auf die Zeichnungen und insbesondere auf die Fig. 1 Bezug genommen. Ein Teil 10 eines Schnitts durch eine Gasturbinenmaschine ist im Axialschnitt gezeigt. Der Schnitt beinhaltet eine ringförmige Gehäusewand 12, die eine statische Abstützstruktur für eine Rotorwelle 14 schafft. Die Rotorwelle 14 ist konzentrisch um die Maschinenachse 16 angeordnet und von einem Lager 18 abgestützt.
Das Lager 18 ist zwischen der Welle 14 und dem ringförmigen Lagerlaufring 20 angeordnet, der sicher in der Maschine abgestützt sein muss, um die Rotorwelle 14 korrekt zu positionieren. Der ringförmige Lagerlaufring 20 ist wiederum mit einer ringförmigen Abstützanordnung 22 verbunden. Die ringförmige Abstützanordnung 22 weist ein ringförmiges Gehäuse 24 zum radialen Abstützen des Lagerlaufrings 20 darin und ein Krag-Abstützelement 26 auf, um das ringförmige Gehäuse 24 und die Gehäusewand 12 in einer auskragenden Weise zu verbinden zum Aufnehmen von radialer Ausdehnung, lateraler Verlagerung und zum Dämpfen der Schwingungen der Lager 18 relativ zu der Gehäusewand 12.
Fig. 2 zeigt eine Frontansicht von Fig. 1, die durch den Pfeil A angezeigt ist. Das ringförmige Gehäuse 24 ist in einem nicht zusammengebauten Zustand gezeigt. Das ringförmige Gehäuse 24 hat ein ringförmiges Lagerabstützelement 28, welches einen sicheren Sitz für den Lagerlaufring 20 bietet und in dem dieser abgestützt ist, wie in Fig. 1 gezeigt. Ein ringförmiger Kanal 29 ist in dem Lagerabstützelement 28 als eine Fluidpassage zum Aufnehmen von Schmierfluiden zum Schmieren des Lagers 18 (wie deutlicher in Fig. 7 gezeigt) gebildet. Das ringförmige Lagerabstützelement 28 ist radial und nach innen von einem zylinderförmigen Bereich 30 des ringförmigen Gehäuses 24 beabstandet und darin durch eine Mehrzahl von tangentialen Abstützstreben 32 abgestützt. Die tangentialen Abstützstreben 32 erstrecken sich axial, um den zylinderförmigen Bereich 30 mit dem Lagerabstützelement 28 zu verbinden. Das ringförmige Gehäuse 24 weist ferner einen Verlängerungsbereich 34 auf, den man deutlicher in der Fig. 1 erkennt, und der von dem zylinderförmigen Bereich 30 radial, axial und nach außen weg ragt, um mit dem Krag-Abstütztelement 26 verbunden zu sein.
Der Rand des Fortsatzbereiches 34 erstreckt sich nach außen und radial und biegt sich dann, wobei er sich nach außen und axial erstreckt, um einen Ring mit einem L-förmigen Querschnitt zu bilden, der einen radialen Abschnitt 31 und einen axialen Abschnitt 33 aufweist, die in Fig. 1 gezeigt sind. Eine Mehrzahl von Öffnungen 35 ist in dem radialen Abschnitt 31 vorgesehen, die umfangsmäßig und gleich voneinander beabstandet sind zum Aufnehmen von Verbindungsbolzen. Eine ringförmige Schulter 37 steht von dem radialen Abschnitt in eine Richtung entgegengesetzt zum axialen Abschnitt 33 vor zum Zentrieren des Krag-Abstutzelements 26, wie in Fig. 1 gezeigt. Eine Mehrzahl von Ohren 42 mit Öffnungen 44 darin ist an dem Ende des zylinderförmigen Bereichs 30 vorgesehen, die umfangsmäßig und gleich voneinander beabstandet sind zum Aufnehmen von Verbindungsbolzen.
Eine ringförmige Schulter- und Nutenstruktur 39 ist integral an dem gemeinsamen Umfangsbereich des zylinderförmigen Bereichs 30 und des Fortsatzbereichs 34 vorgesehen zum Aufnehmen eines Dichtungssitzelements 41, welches auch in der Fig. 1 gezeigt ist.
Ein radialer Einlass 43 in dem ringförmigen Lagerabstützelement 28 kommuniziert mit dem Kanal 29 zur Verbindung einer Serviceleitung 45, die verwendet wird zur Versorgung mit Schmierfluiden. Eine zylinderförmige Öffnung 47 erstreckt sich radial von dem zylinderförmigen Bereich 30, ausgerichtet mit dem Einlass 43, um es zu ermöglichen, dass die Serviceleitung 45 in das ringförmige Gehäuse 24 gelangt und mit dem Einlass 43 verbunden werden kann. Eine Schraubenverbindung ist zwischen der Serviceleitung 45 und der Öffnung 47 vorgesehen, um die Serviceleitung 45 zu befestigen, wie in Fig. 1 gezeigt.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen das Krag-Abstützelement in einem nicht eingebauten Zustand. Das Krag-Abstützelement 26 weist eine Mehrzahl von länglichen Balken 46 auf, die sich integral zwischen einem ersten Ring 48 und einem zweiten Ring 50 erstrecken. Sowohl der erste Ring 48 als auch der zweite Ring 50 haben eine Mehrzahl von Ohren 42 mit den Öffnungen 44 darin, die umfangsmäßig und gleich beabstandet sind zum Aufnehmen von Verbindungsschrauben. Der erste und der zweite Ring 48 und 50 sind axial voneinander beabstandet und im Wesentlichen koaxial und haben einen gleichen Durchmesser, der zu dem der ringförmigen Schulter 37 korrespondiert, so dass der erste Ring 48 eng anliegend in die ringförmige Schulter 37 passt, wenn das Krag-Abstütztelement mit dem ringförmigen Gehäuse 24 zusammengebaut ist. Die Balken 46 sind umfangsmäßig und gleich voneinander beabstandet. Jeder der Balken 46 ist um sowohl eine erste Querbiegeachse 52, die relativ zu der Maschinenachse 16 umfangsmäßig orientiert ist, und eine zweite Querbiege¬ achse 54, die rechtwinklig zu der ersten Biegeachse 52 orientiert ist, was in der Fig. 7 gezeigt ist, relativ unflexibel.
Es ist wichtig anzumerken, dass im Gegensatz zu der Flexibilität um die erste Querbiegeachse 52 und die zweite Querbiegeachse 54 jeder der Balken individuell unflexible gegen eine versuchte axiale Verformung ist, um sicherzustellen, dass das Krag-Abstützelement 26 als Ganzes um eine Querbiegeachse, die rechtwinklig zu der Mittelachse orientiert ist, unflexibel ist. Dieser Punkt wird detaillierter nachfolgend beschrieben.
Der Fachmann weiß, dass, wenn ein längliches Element gebogen wird, das Material an der Außenseite des Elements gedehnt wird und das Material an der Innenseite kürzer gestaucht wird. Fig. 5 zeigt in einer schematischen Seitenansicht das Krag-Abstützelement 26, das gebogen ist, wenn jeder der Balken 46 individuell zur axialen Verformung flexibel ist. In diesem Fall sind die Balken 46 über der Mittelachse gedehnt, während die Balken 46 unter der Mittellinie gestaucht sind, und der erste und der zweite Ring 48, 50 sind nicht parallel zueinander gehalten. Dennoch, wenn jeder der Balken 46 individuell für eine versuchte axiale Verformung unflexibel ist, wird das Krag-Abstützelement 26 als Ganzes unter einer seitlichen Kraft lateral, wie in Fig. 6 gezeigt, verformt. Die in Fig. 6 gezeigte laterale Verformungist eine Scherverformung, bei der der erste und der zweite Ring 48,50 parallel zueinander gehalten sind.
Wie in der Fig. 1 gezeigt, sind das ringförmige Gehäuse 24 und das Krag-Abstützelement 26 miteinander zusammengebaut, um die ringförmige Abstützung 22 zu bilden, unter Verwendung einer Mehrzahl von Schrauben 56, Muttern 58 und Beilagscheiben 60, um den ersten Ring 48 des Krag-Abstützelements 26 und den radialen Abschnitt 31 des Fortsatzbereichs 34 durch die Öffnungen 35 bzw. 44 zu verbinden. Die ringförmige Abstützanordnung 22 ist zwischen den Lagern 18 und der ringförmigen Gehäusewand 12 angeordnet, um die Lager 18 und die Rotorwelle 14 radial abzustützen, während es an der ringförmigen Gehäusewand 12 mit einer Mehrzahl von Schrauben 56, Muttern 58 und Beilagscheiben 60 befestigt ist, die individuell den zweiten Ring 50 des Krag- Abstützelements 26 durch die Öffnungen 44 darin und die ringförmige Gehäusewand 12 durch die entsprechenden Öffnungen darin verbinden.
Eine Abdeckplatte 59 ist vorgesehen, um das offene Ende der ringförmigen Gehäusewand 12 zu schließen. Ein Auslass 61 ist an dem ringförmigen Lagerabstützelement 28 befestigt und kommuniziert mit dem ringförmigen Kanal 29, um die Schmierfluide an die Rotorwelle 14 zu liefern. Ein Abschlussdeckel 62 ist an dem ringförmigen Gehäuse 24 mit einer Mehrzahl von Schrauben 56, Muttern 58 und Beilagscheiben 60 durch die Öffnungen 44 an dem Ende des ringförmigen Gehäuses 24 und den korrespondierenden Öffnungen in dem Abschlussdeckel 62 befestigt, um die Schmierfluide in dem ringförmigen Gehäuse 24 abzudichten. Das ringförmige Dichtungssitzelement 41, welches Dichtungen um die Rotorwelle 14 beinhaltet, ist dichtend von der Schulter- und Nuten- Struktur 39 aufgenommen, um eine Fluidleckage an dem äußeren Ende des ringförmigen Gehäuses 24 zu verhindern.
Wegen der Flexibilität der Balken 46 ist das ringförmige Gehäuse 24 mit den Lagern 18 und der Rotorwelle 14, die von dem ersten Ring 48 abgestützt ist, in der Lage, sich lateral relativ zu der Maschinenachse 16 ein kleines Stück zu bewegen, während der zweite Ring 50 statisch von der ringförmigen Gehäu¬ sewand 12 abgestützt ist. Wenn es zur lateralen Verlagerung des ringförmigen Gehäuses 24 kommt, welche durch eine statische Kraft oder eine dynamische Unwucht bewirkt wird, wird das Krag-Abstützelement 26 in der Weise, wie in Fig. 6 gezeigt, verformt und nicht so, wie in der Fig. 5 gezeigt. Deshalb sind eine potenzielle winkelmäßige Verformung des ringförmigen Gehäuses 24 oder der Lager 18 und der Rotorwelle 14 und Spannungen, die dadurch hervorgerufen werden, vermieden. In einem dynamischen Fall ist das Krag-Abstützelement 26 mit einer vorbestimmten Flexibilität in der Lage, Schwingungsenergie zu verbrauchen und die Schwingung zu dämpfen. Im statischen Fall nimmt das Krag-Abstützelement 26 mit einer vorbestimmten Flexibilität die Verlagerung der Lager 18 relativ zu der statischen ringförmigen Gehäusewand 12 auf, um Spannungen und Reibung der Lager 18 zu entlasten, was ein vorzeitiges La¬ gerversagen bewirkt oder das Rotieren der Rotorwelle 14 stören kann. Die Flexibilität des Krag-Abstützelements 26 wird durch die geeignete Kombination der Anzahl, Breite und Dicke der Balken 46 eingestellt. Das Tauschen des Krag-Abstützelements 26 ermöglicht die Einstellung der weichen Lagerabstützung, um statische oder dynamische Anforderungen zu erfüllen.
Ein ringförmiger Anschlagring 64 ist integral mit der ringförmigen Gehäuse¬ wand 12, wie in Fig. 1 gezeigt, gebildet, um die laterale Verlagerung des ringförmigen Gehäuses 24 zu begrenzen.
Außerdem erlaubt es die Flexibilität der Balken 46 dem zweiten Ring 50, sich radial auszudehnen oder zu kontrahieren zusammen mit dem lokalen Abschnitt der ringförmigen Gehäusewand 12, was durch örtliche Temperaturänderungen beeinflusst ist, während das ringförmige Gehäuse 24 nicht beeinflusst ist.
Änderungen und Modifikationen an der vorangehend beschriebenen Ausfüh¬ rungsform werden dem Fachmann zweifellos geläufig sein.
Der Umfang der Erfindung sollte deshalb ausschließlich durch den Umfang der angefügten Ansprüche beschränkt sein.

Claims

1. Ringförmige Abstützung (22) zum Aufnehmen radialer Ausdehnung und lateraler Verlagerung und zum Dämpfen von Schwingung von einem Lager (18) relativ zu einer Abstützstruktur (12), mit einem ringförmigen Gehäuse (24), welches daran angepasst ist, das Lager (18) darin abzustützen, gekennzeichnet durch

ein Krag-Abstützelement (26), welches eine Mehrzahl von Balken (46) aufweist, die sich integral zwischen einem ersten Ring (48) und einem zweiten Ring (50) erstrecken, wobei der erste Ring (48) konzentrisch zu dem ringförmigen Gehäuse (24) ist und mit diesem verbunden ist und der zweite Ring(50) axial von dem ersten Ring (48) beabstandet ist und mit diesem im Wesentlichen koaxial ist, wobei der zweite Ring (50) daran angepasst ist, an der Abstützstruktur (12) befestigt zu werden; und

wobei die Balken (46) umfangsmäßig voneinander beabstandet sind, wobei jeder der Balken (46) um eine erste Querbiegeachse (52), die bezogen auf eine Mittelachse (16) des Lagers (18) umfangsmäßig orientiert ist, und eine zweite Querbiegeachse (54), die rechtwinklig zu der ersten Querbiegeachse (52) orientiert ist, relativ flexibel ist, wobei das ringförmige Gehäuse (24) bezüglich der Abstützstruktur (12) nur durch die Krag-Abstützelemente (26) abgestützt ist, so dass eine Flexibilität zwischen dem ringförmigen Gehäuse (24) und der Abstützstruktur (12) geschaffen ist, um die radiale Expansion und laterale Verlagerung aufzunehmen und die Schwingung zu dämpfen.

2. Abstützung nach Anspruch 1, wobei das ringförmige Gehäuse (24) einen zylinderförmigen Bereich (30) zum Aufnehmen des Lagers (18) darin und einen Fortsatzbereich (34) aufweist, der sich von dem zylinderförmigen Bereich (30) radial, axial und nach außen fortsetzt und mit dem ersten Ring (48) verbunden ist.

3. Abstützung (22) nach Anspruch 2, wobei das ringförmige Gehäuse (24) axial zwischen dem ersten und dem zweiten Ring (48, 50) ist.

4. Abstützung (22) nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Ring (48, 50) einen ähnlichen Durchmesser haben.

5. Abstützung (22) nach Anspruch 1, wobei jeder der Balken (46) individuell unflexibel für den Versuch einer axialen Verformung ist, so dass das Krag- Abstützelement (26) als Ganzes unflexible um jede Querbiegeachse ist, die bezogen auf die Mittelachse rechtwinklig orientiert ist.

6. Abstützung (22) nach Anspruch 1, wobei die Balken (46) identisch sind.

7. Abstützung (22) nach Anspruch 2, wobei das ringförmige Gehäuse (24) ein ringförmiges Lagerabstützelement (28) zum Aufnehmen des Lagers (18) darin aufweist, wobei das ringförmige Lagerelement (28) radial und nach innen von dem zylinderförmigen Bereich (30) beabstandet ist und zu diesem koaxial ist.

8. Abstützung (22) nach Anspruch 7, wobei das ringförmige Gehäuse (24) ferner eine Mehrzahl von Abstützstreben (32) aufweist, die sich axial erstrecken und mit dem zylinderförmigen Bereich (30) und dem ringförmigen Lagerabstützelement (28) verbunden sind.

9. Abstützung (22) nach Anspruch 8, wobei das ringförmige Lagerabstützelement (28) eine Fluidpassage (29) zum Aufnehmen von Schmierfluiden zum Schmieren des Lagers (18) aufweist.

10. Abstützung (22) nach Anspruch 9, wobei eine Öffnung (47) in dem zylinderförmigen Bereich (30) vorgesehen ist, die angepasst ist zum Aufnehmen einer Serviceleitung (45) dort hindurch, wobei die Serviceleitung (45) sich radial und nach innen zwischen zwei benachbarten Balken (46) erstreckt und mit der Fluidpassage (29) in dem ringförmigen Lagerabstützelement (28) zur Zufuhr von Schmierfluiden kommuniziert.

11. Abstützung (22) nach Anspruch 10, wobei das ringförmige Lagerabstützelement (28) ferner einen Einlass (43) aufweist, der mit der Fluidpassage (29) kommuniziert und daran angepasst ist, mit der Serviceleitung (45) verbunden zu sein.

12. Abstützung (22) nach Anspruch 10, wobei die Öffnung (47) durch eine zylinderförmige Durchgangsöffnung (47) definiert ist, die sich radial von dem Zylinderbereich (30) erstreckt.