DE3528672A1 - Rotor fuer eine stroemungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für eine Strömungsmaschine mit einer drehbar gelagerten Nabe, wobei die Lagerung eine Axiallagerung aufweist, mit einem mittelbar an der Nabe gelagerten Außenring und mit in einem Bereich zwischen der Nabe und dem Außenring angeordneten Rotorblättern.

Es sind bereits Rotoren der obengenannten Art bekannt, welche insbesondere bei Strömungsmaschinen für einen von strömungsführenden ortsfesten Gehäusen unbeeinflußten Einsatz in einem Strömungsmedium, insbesondere für eine Windkraftmaschine Verwendung finden. Um bei derartigen Windkraftmaschinen einen wirtschaftlichen Betrieb zu gewährleisten, ist es nötig, einen entsprechend groß dimensionierten Rotor zu bauen. Es wurden, vor allem im Hinblick auf alternative Möglichkeiten der Energiegewinnung bereits die verschiedensten Ausgestaltungen derartiger Rotoren vorgeschlagen und unter praktischen Bedingungen getestet. Der gemeinsame Nachteil, mit dem die bisher bekannten Rotoren behaftet sind, ist hauptsächlich darin zu suchen, daß die Rotoren wegen der geforderten mechanischen Festigkeit eine sehr große Masse aufweisen. Diese hohe Masse wiederum verursacht, bedingt durch die entstehenden Kreiseleffekte, eine überaus starke Belastung der Lager, welche trotz eingehender Berechnungen nur schwer im voraus abschätzbar sind. Dies führte zum Scheitern vieler Erprobungen von großen Windanlagen. Ein weiteres Problem derartiger Rotoren sind die Unwuchten der sich drehenden Komponenten. Insbesondere bei großen Rotoren ist es praktisch unmöglich, diese vor ihrem Einbau in ein entsprechendes Windkraftwerk auszuwuchten. Ein Auswuchten im eingebauten Zustand ist wegen der Größe des Rotors und der vielfältigen Einflußgrößen und Störfaktoren praktisch unmöglich. Aus diesem Grunde sind bekannte Rotoren bei höheren Drehzahlen ausgesprochen instabil, so daß z. B. bei höheren Windgeschwindigkeiten der Rotor eines Windkraftwerkes stillgesetzt werden muß.

Aus der US-PS 36 95 780 ist ein Rotor bekannt, welcher bei einem Helikopter oder einem ähnlichen Flugzeug verwendet werden soll. Der Rotor weist einen mittelbar an einer Nabe gelagerten Außenring auf, welcher koaxial zur Nabe angeordnet ist. In dem Zwischenbereich zwischen dem Außenring und der Nabe sind mehrere Rotorblätter angeordnet. Der Außenring ist mittels mehrerer Zugspeichen mit der Nabe verbunden. Die Nabe ist am Ende einer angetriebenen Welle befestigt. Auch bei diesem Rotor treten bei erhöhter Drehgeschwindigkeit Kreiselkräfte und -momente auf, deren Beherrschung ausgesprochen aufwendig, wenn nicht gar unmöglich, wird. Als besonders nachteilig erweist sich die auskragende Lagerung des Rotors am Ende der drehbaren Welle. Dadurch werden weitere Momente hervorgerufen, welche zu einer Präzession des durch den Rotor gebildeten Kreisels führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher einfach, leicht und stabil aufgebaut ist und welcher eine derartige Lagerung ermöglicht, daß die auftretenden Kreiseleffekte zur Lagestabilisierung des Rotors verwendet werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Außenring in Umfangsrichtung aus mehreren Bogenabschnitten zusammengesetzt ist und im wesentlichen in der Drehebene der Axiallageranordnung angeordnet ist und daß die Bogenabschnitte des Außenringes mittels flexibler Zugelemente, welche die Bogenabschnitte zumindest zum Teil umgreifen und an einem Trägerring befestigt sind, verspannt sind.

Der erfindungsgemäße Rotor für eine Strömungsmaschine zeichnet sich durch erhebliche Vorteile aus. Der Außenring ist in Umfangsrichtung aus mehreren Bogenabschnitten zusammengesetzt, wobei der Begriff Bogenabschnitte nicht in körperlicher Hinsicht verstanden werden muß. Vielmehr ist der Außenring in mehrere ideelle Bogenabschnitte unterteilbar. Die Anordnung des Außenrings im wesentlichen in der Drehebene der Axiallageranordnung ermöglicht es, die auftretenden Kreiseleffekte in optimaler Weise auf die Drehachse oder Drehwelle und damit auf die Aufhängung des Rotors zu übertragen. Zusätzliche Biegemomente oder zusätzliche Momente, welche zu einer unkontrollierten Präzession des Rotors führen könnten, können auf diese Weise vermieden werden. Ein weiterer erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Rotors liegt darin, daß die Bogenabschnitte des Außenringes mittels flexibler Zugelemente, welche die Bogenabschnitte zumindest zum Teil umgreifen und an einem Trägerring befestigt sind, verspannt sind. Auf diese Weise ist es möglich, auch einen Rotor mit sehr großem Durchmesser so an der Nabe zu lagern, daß Unwuchten während des Laufes des Rotors ausgeglichen werden, so daß sich dieser selbst auswuchtet und somit einen ruhigen, einwandfreien Lauf gewährleistet. Damit ist die Belastung der Lager auf ein Minimum reduziert. Die Verspannung des Außenringes bzw. seiner Bogenabschnitte führt weiterhin zu einer sehr stabilen Gesamtgestaltung des Rotors, da die Bogenabschnitte von den flexiblen Zugelementen zumindest zum Teil umgriffen sind und somit die auftretenden Zentrifugalkräfte über die flexiblen Zugelemente auf den Trägerring abgeleitet werden können.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Rotors ist dadurch gegeben, daß der Trägerring einstückig mit der Nabe ausgebildet ist und daß der Außenring mittels mehrerer Druckelemente und flexibler Zugelemente an der Nabe gelagert ist, und daß jedes flexible Zugelement im Bereich der Befestigung des jeweiligen Druckelementes an dem Außenring in Umfangsrichtung ungelenkt ist und an einem der in Umfangsrichtung benachbarten Bogenabschnitte des Außenrings befestigt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung ist es möglich, den Rotor in einfachster Weise unter Verwendung handelsüblicher genormter Bauteile aufzubauen. Weiterhin zeichnet sich der Rotor durch ein sehr geringes Gesamtgewicht aus. Die einstückige Ausbildung des Trägerrings mit der Nabe gewährleistet eine höchstmögliche Festigkeit der gesamten Konstruktion. Durch die Verwendung von Druckelementen und Zugelementen ist es möglich, diese besonders gewichtssparend zu dimensionieren und insbesondere deren Befestigung an der Nabe und am Außenring in besonders einfacher Weise auszugestalten. Durch die Umlenkung des jeweiligen flexiblen Zugelements und durch dessen Befestigung an einem benachbarten Bogenabschnitt des Außenringes wird die Festigkeit des Außenringes weiter erhöht, ohne daß es nötig ist, diesen selbst mit höherer Festigkeit auszubilden.

Eine günstige Ausgestaltung ist weiterhin dadurch gegeben, daß die Befestigung des jeweiligen Zugelements am Umlenkbereich des benachbarten Bogenabschnittes des Außenringes oder daß die Befestigung des jeweiligen Zugelementes am Umlenkbereich des übernächsten Bogenabschnitts des Außenringes erfolgt. In Abhängigkeit von der Dimensionierung des Rotors und seines Außenringes kann es sich als vorteilhaft erweisen, die Befestigung des jeweiligen Zugelementes in einer der beiden genannten Weisen vorzunehmen. Dabei kann das zusätzliche Umgreifen eines weiteren Bogenabschnitts des Außenringes zu einer weiteren Erhöhung der Gesamtstabilität führen und den selbständig erfolgenden Auswuchtungsvorgang weiter verbessern.

Ein koaxial zum Außenring angeordneter, aus Bogenabschnitten aufgebauter Innenring, zwischen welchem die Rotorblätter angeordnet sind, kann sich ebenfalls als vorteilhaft erweisen. In diesem Fall sind die Rotorblätter nicht bis in den Bereich der Nabe angeordnet, so daß die Lagerung des Rotors frei zugänglich bleibt.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rotors ist weiterhin dadurch gegeben, daß der Trägerring in Form eines koaxial zum Außenring angeordneten, aus mehreren Bogenabschnitten bestehenden Innenrings ausgebildet ist, daß die Rotorblätter zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet sind, daß der Innenring mittels mehrerer Druckelemente und flexibler Zugelemente an der Nabe gelagert ist und daß die einzelnen Bogenabschnitte des Außenrings und des Innenrings mittels mehrerer flexibler Zugelemente miteinander verbunden sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung bilden der Außenring, die Rotorblätter sowie der als Innenring ausgebildete Trägerring eine in sich stabile Konstruktion, welche zusätzlich zu den bereits oben beschriebenen Vorteilen den weiteren Vorteil aufweist, daß das Gewicht des Rotors weiter reduziert werden kann. Weiterhin ist es möglich, den Rotor unabhängig von der Nabe vorzufertigen und ihn erst am Einbauort mittels der Druckelemente und Zugelemente an der Nabe zu lagern.

Die Befestigung des jeweiligen flexiblen Zugelements am Außenumfang eines Bogenabschnitts des Außenringes und am Innenumfang eines Bogenabschnitts des Innenringes zu einem fast vollständigen Umgreifen der jeweiligen Bogenabschnitte. Dadurch wird die Stabilität des Gesamtsystems nochmals wesentlich erhöht.

Als vorteilhaft erweist es sich auch, daß das Druckelement und das Zugelement an ihrem radial äußeren Bereich an einem Träger gelagert sind, der mit dem Innenring in Eingriff bringbar ist. Dadurch ist es möglich, nicht nur den aus Außenring und Innenring bestehenden Rotorhauptteil vorzufertigen, sondern auch die aus Druckelementen und Zugelementen bestehende nabenseitige Lageranordnung. Die Endmontage des Rotors wird dadurch erheblich vereinfacht. Eine günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rotors ist weiterhin dadurch gegeben, daß jeweils ein Druckelement und ein flexibles Zugelement axial zueinander und axial versetzt zur Drehebene des Außenrings angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, den Rotor in der Drehebene des Axiallagers anzuordnen, während dessen Befestigungselemente sich in einem Bereich außerhalb des Axiallagers befinden, so daß das Axiallager einerseits jederzeit zugänglich ist und andererseits in entsprechender Weise in einer Trägerkonstruktion für den Rotor eingebaut sein kann.

Es erweist sich auch als vorteilhaft, daß jeweils ein zweites flexibles Zugelement vorgesehen ist, welches axial zum Druckelement dem ersten Zugelement gegenüberliegend angeordnet ist. Eine derartige Ausbildung der Lagerung des Außenrings und/oder des Innenrings an der Nabe gewährleistet eine noch größere Stabilität und Festigkeit in axialer Richtung. Weiterhin können die flexiblen Zugelemente geringer dimensioniert werden, was zu einer weiteren Gewichtseinsparung führen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teils im Schnitt, eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine Teilseitenansicht auf die in Fig. 1 rechts liegende Seite,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil der Außenumfangsfläche des Rotors,

Fig. 4 eine Stirnansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels und

Fig. 5 eine Ansicht, ähnlich Fig. 1, auf den Nabenbereich eines weiteren Ausführungsbeispiels.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teils im Schnitt, auf ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotors dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde die symmetrisch zur oberen Hälfte ausgebildete untere Hälfte weggelassen. Der Rotor weist eine Nabe 1 auf, welche in geeigneter Weise mittels im einzelnen nicht dargestellter Radiallager an einem Träger befestigt ist. Bei Verwendung des Rotors für ein Windkraftwerk wird die Nabe 1 zweckmäßigerweise in horizontaler Lage angeordnet sein. Die Nabe 1 ist mit einer Axiallageranordnung 2 versehen, welche nur schematisch dargestellt ist. Bei Verwendung des Rotors in einem Windkraftwerk würde die anströmende Luft, gemäß Fig. 1, dem Rotor von rechts zugeführt werden. Der Rotor weist einen Außenring 3 und einen Innenring 9 auf, welche koaxial zueinander und zur Nabe 1 angeordnet sind und im wesentlichen im Drehbereich der Axiallageranordnung 2 gelagert sind. Der Außenring 3 und der Innenring 9 sind vorzugsweise in Form eines Hohlprofils ausgebildet, welches dem jeweiligen Anwendungszweck so angepaßt ist, daß ein optimales Strömungsverhalten gewährleistet ist. Sowohl der Außenring als auch der Innenring sind bevorzugterweise ausverstärktem Kunststoff gefertigt. Zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 9 sind Distanzstücke 12 vorgesehen, welche die koaxiale Lage der beiden Ringe 3, 9 und deren gegenseitigen Abstand gewährleisten. Die Distanzstücke 12 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in entsprechende Ausnehmungen des Außenrings 3 und des Innenrings 9 eingesteckt. Die Distanzstücke 12 sind weiterhin mit zentralen Ausnehmungen versehen, durch welche flexible Zugelemente 7 und 14 durchführbar sind. Die Zugelemente 7 und 14 erstrecken sich durch die Distanzstücke 12, werden im Bereich des Innenrings 9 mittels jeweils einer Umlenkrolle 17 aus ihrer radialen Richtung, welche der radialen Richtung der Ausnehmung des jeweiligen Distanzstücks 12 entspricht, umgelenkt und der Nabe zugeführt. Die Nabe 1 ist mit zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordneten Umlenkrollen 17 versehen, um welche die Zugelemente 7, 14 geführt sind. Die Enden der Zugelemente 7, 14 sind im mittleren Bereich eines Druckelements 6 befestigt. Das Druckelement 6 ist an der Nabe 1 sowie am Innenring 9 gelagert, bevorzugterweise mittels einer Steckverbindung 15. Der nabenseitige Befestigungsbereich des Druckelements 6 sowie der beiden Zugelemente 7 und 14 ist in axialer Richtung aus der Drehebene der Axiallageranordnung 2 seitlich versetzt. Die Zugelemente 7, 14 werden, wie in Fig. 2 dargestellt, im Bereich des Außenrings 3 mittels einer Umlenkrolle 8 in Umfangsrichtung umgelenkt. Dabei umgreifen die Zugelemente jeweils einen Bogenabschnitt 5 des Außenrings 3 und sind entweder an der nächstliegenden Umlenkrolle 8 oder, wie in Fig. 3 dargestellt, an der übernächsten Umlenkrolle 8 befestigt. Die Zugelemente 7, 14 sind mittels Spannvorrichtungen 16, welche z. B. in Form eines Spannschlosses ausgebildet sein können, vorgespannt, so daß der Rotor die entsprechende Festigkeit aufweist. Durch die Vorspannung der Zugelemente 7, 14 wird eine Druckkraft auf das Druckelement 6 aufgebracht, so daß dieses fest mit der Nabe 1 und dem Innenring 9 verbunden bleibt.

Die Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 1 rechtsliegenden Seite der Rotorringe. Im Bereich der Distanzstücke 12 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils ein Rotorblatt 4 vorgesehen, dessen Ausgestaltung im einzelnen nicht weiter dargestellt ist. Die Gestalt des Rotorblattes 4 kann den gewünschten Einsatzbedingungen, z. B. der üblicherweise herrschenden Windstärke angepaßt werden. Das Rotorblatt 4 kann entweder auf die Distanzstücke 12 aufgesteckt sein, es ist jedoch auch möglich, das Rotorblatt 4 einstückig mit den Distanzstücken 12 auszubilden.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Außenumfang des Außenrings 3, wobei nur ein Teil des Außenrings dargestellt ist. Die jeweiligen flexiblen Zugelemente 7, 14 werden, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 bereits beschrieben wurde, nach ihrem Durchtreten durch das jeweilige Distanzstück 12 um die Umlenkrolle 8 in Umfangsrichtung umgelenkt. Die Befestigung des jeweiligen Endbereichs erfolgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel an der übernächsten Umlenkrolle 8, wobei das flexible Zugelement 7, 14 bevorzugterweise in Form eines Drahtseils ausgebildet ist, dessen Ende zu einer Schlaufe umgebogen und mittels einer nicht im einzelnen dargestellten Klemmvorrichtung geklemmt ist. Die Befestigung der Enden der jeweiligen Zugelemente 7, 14 erfolgt bevorzugterweise innenliegend zum Umlenkbereich der jeweils nächsten Zugelemente 7, 14, so daß eine Überschneidung der Zugelemente vermieden wird.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem ein Druckelement 6 und zwei Zugelemente 7, 14 vorgesehen sind. Es ist jedoch auch möglich, nur ein Zugelement 7 zu verwenden. Dieses wird dann jedoch bevorzugterweise im mittleren Bereich der Umlenkrolle 8 umgelenkt und befestigt. Bei Verwendung nur eines Zugelements 7 braucht nur ein Distanzstück 12 vorgesehen zu sein, in dessen mittleren Bereich eine Ausnehmung vorgesehen ist.

Die Nabe 1 kann einstückig ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, diese aus mehreren axial zueinander angeordneten Nabenteilen zusammenzusetzen. Auch die Befestigung des Druckelementes 6 kann in verschiedenster Weise, z. B. durch zusätzliche Klemmorgane, erfolgen.

Fig. 4 zeigt eine stirnseitige Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotors. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Trägerring in Form des Innenrings 9 ausgebildet. Die Ausgestaltung des Außenrings 3 sowie des Innenrings 9 kann analog dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 erfolgen. Zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 9 sind wiederum mehrere Rotorblätter 4 vorgesehen, welche nur schematisiert dargestellt sind. Bei dem gezeigten Beispiel dienen die Rotorblätter 4 zugleich als Distanzstücke, um einen vorbestimmten Abstand der beiden Ringe 3, 9 sicherzustellen. Sowohl der Außenring 3 als auch der Innenring 9 sind aus mehreren Bogenabschnitten 5 des Außenringes und Bogenabschnitten 11 des Innenrings zusammengesetzt, wobei der Begriff Bogenabschnitt in ideeller Weise und nicht in körperlicher Weise zu verstehen ist. Die einzelnen Bogenabschnitte 5 des Außenrings 3 und die Bogenabschnitte 11 des Innenrings 9 sind mittels mehrerer flexibler Zugelemente 10 miteinander verbunden. Jeder Bogenabschnitt 5 des Außenringes weist, wie bereits in Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben, eine Umlenkrolle 8 auf, an welcher ein Ende des jeweiligen Zugelements 10 befestigt ist. Das Zugelement 10 wird im Bereich des Außenumfangs des Außenrings 3 der benachbarten Umlenkrolle 8 zugeführt, um diese in radialer Richtung nach innen umgelenkt und einer Umlenkrolle 18 des jeweiligen Bogenabschnittes 11 des Innenrings zugeführt. Das Zugelement 10 wird auch um diese Umlenkrolle 18 in Umfangsrichtung umgelenkt und ist an der benachbarten Umlenkrolle 18 des benachbarten Bogenabschnittes 11 des Innenrings befestigt. Somit umgreift das jeweilige Zugelement 10 einen Bogenabschnitt 5 des Außenrings und einen Bogenabschnitt 11 des Innenrings. Zum Spannen des jeweiligen Zugelements 10 ist eine Spannvorrichtung 16 vorgesehen.

Die Nabe 1 ist in analoger Weise zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 mit mehreren Steckverbindungen 15 versehen, in welche Druckelemente 6 eingesteckt sind, die mittels Zugelementen 7, 14 in ihrer Lage fixiert sind. Die Zugelemente 7, 14 sind jeweils an einem Träger 13 befestigt, welcher in Verbindung mit dem radial außenliegenden Ende des Druckelements 6 steht. Die Träger 13 sind in nicht dargestellter Weise mit den Bogenabschnitten 11 des Innenrings in Eingriff bringbar. Durch die Verspannung der Bogenabschnitte 5 des Außenringes und der Bogenabschnitte 11 des Innenringes mittels der Zugelemente 10 ist sichergestellt, daß die Ringe 3, 9 in geeigneter Weise mittels der Druckelemente 6 und der Zugelemente 7, 14 an der Nabe 1 gelagert sind. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zugelemente 7, 14 so ausgebildet, daß sie mit ihren Enden jeweils an einem Träger 13 befestigt sind und im Bereich der Nabe um die Umlenkrolle 17 umgelenkt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4, welche eine stirnseitige Ansicht des Rotors zeigt, können, in Analogie zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3, zwei Zugelemente 7, 14 oder nur ein Zugelement 7 verwendet sein.

Aus Gründen der übersichtlicheren Darstellung ist in den Fig. 1 bis 4 der erfindungsgemäße Rotor nur jeweils in einem Teilbereich gezeigt. Es versteht sich von selbst, daß um die Drehachse der Nabe 1 in radialer Richtung mehrere, mindestens drei, Zugelemente 6 sowie eine entsprechende Anzahl an Zugelementen 7, 14 vorgesehen sein müssen, um eine ausreichende Stabilität des Rotors zu gewährleisten. Bevorzugterweise sind sechs oder zwölf derartige Anordnungen von Druckelementen 6 und Zugelementen 7, 14 vorgesehen. Die Zahl der Umlenkrollen 8 sowie der Bogenabschnitte 5 des Außenringes und der Bogenabschnitte 11 des Innenrings sowie die Zahl der Rotorblätter 4 entspricht bei den gezeigten Ausführungsbeispielen in analoger Weise der Zahl der Anordnungen von Druckelementen 6 und Zugelementen 7, 14.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Nabe 1 sowie der Druckelemente 6 und der Zugelemente 7, 14. In Analogie zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Umlenkrolle 17 für das Zugelement 14 an der Nabe 1 angeordnet, während die Umlenkrolle 17 für das Zugelement 7 in einem radialen Abstand zur Nabe 1 mittels eines Trägers 19 befestigt ist. Die beiden Umlenkrollen 17 sind mittels einer Strebe 20 miteinander gekoppelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Zugelemente 7, 14 annähernd die gleiche Länge auf.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Rotors zeichnen sich dadurch aus, daß ihre Masse besonders gering ist, wodurch die auftretenden Kreiseleffekte ebenfalls entsprechend gering gehalten werden können. Weiterhin ist die Axiallageranordnung 2 frei zugänglich, so daß es möglich ist, den Rotor in entsprechender Weise so zu lagern, daß die noch vorhandenen Kreiseleffekte zu dessen Stabilisierung beitragen. Eine derartige Lagerung des Rotors ist z. B. durch eine kardanische Aufhängung möglich. Weiterhin ist es möglich, eine unterschiedliche Anzahl von Rotorblättern 4 und Anordnungen von Druckelementen 6 sowie Zugelementen 7, 14 vorzusehen, beispielsweise sechs Anordnungen von Druckelementen 6 und Zugelementen 7, 14 und zwölf Rotorblätter 4.

Claims (17)

1. Rotor für eine Strömungsmaschine mit einer drehbar gelagerten Nabe, wobei die Lagerung eine Axiallageranordnung aufweist, mit einem mittelbar an der Nabe gelagerten Außenring und mit in einem Bereich zwischen der Nabe und dem Außenring angeordneten Rotorblättern, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (3) in Umfangsrichtung aus meheren Bogenabschnitten (5) zusammengesetzt ist und im wesentlichen in der Drehebene der Axiallageranordnung (2) angeordnet ist und daß die Bogenabschnitte (5) des Außenringes (3) mittels flexibler Zugelemente (7, 10, 14), welche die Bogenabschnitte (5) zumindest zum Teil umgreifen und an einem Trägerring befestigt sind, verspannt sind.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerring Teil der Nabe (1) ist und daß der Außenring (3) mittels mehrerer Druckelemente (6) und flexibler Zugelemente (7) an der Nabe (1) gelagert ist, und daß jedes flexible Zugelement (7) im Bereich der Befestigung des jeweiligen Druckelements (6) an dem Außenring (3) in Umfangsrichtung umgelenkt ist und an einem der in Umfangsrichtung benachbarten Bogenabschnitte (5) des Außenringes befestigt ist.

3. Rotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des jeweiligen Zugelements (7) am Umlenkbereich (8) des benachbarten Bogenabschnittes (5) des Außenringes erfolgt.

4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des jeweiligen Zugelements (7) am Umlenkbereich (8) des übernächsten Bogenabschnittes (5) des Außenringes erfolgt.

5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein koaxial zum Außenring (3) angeordneter, aus Bogenabschnitten (11) aufgebauter Innenring (9) vorgesehen ist und daß die Rotorblätter (4) zwischen dem Außenring (3) und dem Innenring (9) angeordnet sind.

6. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerring in Form eines koaxial zum Außenring (3) angeordneten, aus mehreren Bogenabschnitten (11) bestehenden Innenrings (9) ausgebildet ist, daß die Rotorblätter (4) zwischen dem Außenring (3) und dem Innenring (9) angeordnet sind, daß der Innenring (9) mittels mehrerer Druckelemente (6) und flexibler Zugelemente (7) an der Nabe (1) gelagert ist und daß die einzelnen Bogenabschnitte (5, 11) des Außenrings (3) und des Innenrings (9) mittels mehrerer flexibler Zugelemente (10) miteinander verbunden sind.

7. Rotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige flexible Zugelement (10) am Außenumfang eines Bogenabschnitts (5) des Außenrings und am Innenumfang eines Bogenabschnittes (11) des Innenrings befestigt ist und jeweils einen benachbarten Bogenabschnitt (5) des Außenrings und Bogenabschnitt (11) des Innenrings umgreift.

8. Rotor nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bogenabschnitten (5) des Außenringes und den Bogenabschnitten (11) des Innentings Distanzstücke vorgesehen sind.

9. Rotor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (6) und das Zugelement (7) an ihrem radial äußeren Bereich an einem Träger (13) gelagert sind, der mit dem Innenring (9) in Eingriff bringbar ist.

10. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Druckelement (6) und flexibles Zugelement (7) axial zueinander und axial versetzt zur Drehebene des Außenringes (3) angeordnet sind.

11. Rotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (6) zwischen der Axiallageranordnung (2) und dem Zugelement (7) angeordnet ist.

12. Rotor nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein zweites flexibles Zugelement (14) vorgesehen ist, welches axial zum Druckelement (6) dem ersten Zugelement (7) gegenüberliegend angeordnet ist.

13. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Druckelemente (6) mittels einer Steckverbindung (15) gelagert sind.

14. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (7, 10, 14) mit einer Spannvorrichtung (16) versehen sind.

15. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (7, 10, 14) in Form von Drahtseilen ausgebildet sind.

16. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring und/oder der Innenring aus Kunststoff sind.

17. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring und/oder der Innenring aus Bogensegmenten zusammengesetzt sind.