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WO2019234179A1 - Windenergieanlage - Google Patents

Windenergieanlage Download PDF

Info

Publication number
WO2019234179A1
WO2019234179A1 PCT/EP2019/064847 EP2019064847W WO2019234179A1 WO 2019234179 A1 WO2019234179 A1 WO 2019234179A1 EP 2019064847 W EP2019064847 W EP 2019064847W WO 2019234179 A1 WO2019234179 A1 WO 2019234179A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
locking
rotor shaft
rotor
wind energy
energy plant
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/064847
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Eusterbarkey
Alf Trede
Original Assignee
Senvion Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Senvion Gmbh filed Critical Senvion Gmbh
Priority to EP19732269.6A priority Critical patent/EP3803113A1/de
Publication of WO2019234179A1 publication Critical patent/WO2019234179A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/50—Maintenance or repair
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05B2260/31—Locking rotor in position
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a wind turbine.
  • a rotor rotatable about a substantially horizontal axis and having rotor blades arranged thereon can be set in rotation by wind.
  • the rotor is firmly connected to a rotor shaft - possibly via a gear - with a generator for converting the rotational energy of the rotor into electrical energy.
  • the power-transmitting rotating components from the rotor to the generator are collectively referred to as a drive train and are arranged in a gondola rotatably mounted on a tower.
  • the drive train is mounted at several points, wherein usually at least one bearing is arranged in the region of the rotor shaft. In a so-called. Three-point bearing further storage of the driveline takes place directly over the transmission, d. H.
  • the rotor shaft itself does not have any further bearing, but is mounted indirectly via the integrated mounting only there due to the fixed connection to a transmission or even with a slow-running large generator.
  • EP 1 251 268 A2 and EP 2 620 636 A1 propose rings which are fastened to the rotor shaft and have a multiplicity of outboard bores into which a bolt can optionally engage for locking.
  • the invention relates to a wind energy plant comprising a rotor rotatable about a rotor axis and having a plurality of rotor blades and a rotor connected thereto
  • the invention is based on the finding that a simultaneous engagement of at least three locking bolts in the locking ring of a rotor shaft of a wind energy plant not only ensures locking of the rotor against unwanted rotational movement, but also sufficient support of the rotor shaft. Because of this support, a drive train element attached to the rotor shaft, such as a gearbox or the generator, can also be released from the rotor shaft, even if the rotor shaft is supported indirectly via the drive train element in question. Since, according to the invention, the locking ring is fixedly connected to the rotor shaft and the locking pins are part of the machine carrier, additional components are not required for locking the rotor or for supporting the rotor shaft in the wind energy installation according to the invention.
  • the number of locking openings corresponds to the number of locking bolts
  • their respective arrangement is to be coordinated with one another such that, at least in one rotational position of the rotor shaft, each locking bolt can engage in one locking opening in each case.
  • locking openings and locking pins are distributed uniformly over the circumference, a locking in a number of rotational positions of the rotor shaft corresponding to the number of locking openings or locking bolts is possible.
  • the number of locking recesses is greater than the number of locking bolts. If the locking recesses are suitably arranged, the rotor shaft and thus the rotor can be locked in a number of rotational positions exceeding the number of locking pins.
  • the locking recesses are distributed uniformly over the circumference of the locking ring, so the angular distance between each two adjacent locking recesses is thus constant.
  • the rotor shaft or the rotor can be locked in a number of rotational positions corresponding to the number of locking recesses.
  • the angular distance between two adjacent locking bolts corresponds to the angular spacing of two adjacent locking recesses or a multiple thereof, it is ensured that when a locking bolt engages in a locking recess, any other locking bolt can likewise engage in a locking depression.
  • the individual locking bolts can often be made smaller, which can simplify the integration of the locking bolts into the machine carrier. It is further preferred if at least part of the locking bolts are combined in locking bolt groups, within which the angular distance between two adjacent locking bolts corresponds to the angular distance between two adjacent locking recesses. Particularly advantageous have three Arretianssbolzen philosophy proven each with identical number of locking pin.
  • the locking bolts and / or locking bolt groups may be arranged symmetrically with respect to a vertical plane through the axis of the rotor shaft.
  • the locking bolts and / or locking bolt groups can also be distributed uniformly over the circumference around the rotor shaft.
  • the locking ring can be a separate component fixedly connected to the rotor shaft, it is preferred if the locking ring is integrated directly into the rotor shaft, that is to say is formed integrally with the rotor shaft.
  • the arresting ring be integrated in a provided at the end remote from the rotor mounting flange of the rotor shaft.
  • the mounting flange usually has a radial bore pattern of axial through-holes for attachment of another drive train element, such as, for example, a transmission, or for direct attachment of the generator. It is preferred if the locking recesses are each arranged centrally between two adjacent axial through-holes of the mounting flange.
  • the locking bolts can be hydraulically displaceable.
  • the locking bolts may, for example, be connected to a piston arranged in a cylinder or be made in one piece therewith.
  • the locking bolts have a bore with an internal thread for engagement of a securing bolt and the locking recesses radial through-holes to the interior of the rotor shaft for the passage of securing bolts at its radial end face.
  • suitable securing bolts can be inserted through the radial through holes and screwed into the locking pins. This can be safely avoided accidental retraction of the locking pin, which would lead to a repeal of the rotor lock or the support of the rotor shaft.
  • the locking pins are each surrounded by a compensating bushing and / or in each of the locking recesses a compensating bushing is provided to compensate for manufacturing tolerances and to ensure a uniform introduction of force into all the locking bolts.
  • the compensating bushes are designed so deformable that on the one hand manufacturing tolerances can be compensated, on the other hand sufficient resistance can be made during loading during locking and / or support, in order to transmit the forces occurring.
  • the compensating bushings can be made of plastic. It is also possible for the compensation bushing to be designed as a coating applied directly to the locking bolt and / or in the locking recesses.
  • FIG. 1 shows a schematic overview of a drive train according to the invention
  • FIGS. 2a, b schematic detail views of a drive train according to the invention.
  • FIG. 1 shows a drive train 1 of a wind turbine (not shown), starting from which, with reference to FIGS. 2a, b, the present invention will be explained.
  • the rotor shaft 2 As well as partially the gear 3 connected thereto are shown in FIG.
  • the transmission 3 is a planetary gear
  • the planet carrier 4 is fixedly connected to the rotor shaft 2.
  • the actual rotor comprising the rotor blades at the opposite end of the gear 3 of the rotor shaft 2 and the not shown end of the transmission 3 arranged generator.
  • the drive train 1 is rotatably mounted on the machine carrier 7 in a region remote from the transmission 3 by means of a rolling bearing 6 arranged in a bearing housing 5 and interacting directly with the rotor shaft 2.
  • the transmission 3 is fastened to the machine carrier 7 via a gearbox 8. Due to the connection with the planet carrier 4, the rotor shaft 2 is mounted indirectly via its bearing 9 opposite the machine carrier 7 at this end.
  • a so-called three-point mounting is realized in which the transmission 3 can not be easily detached from the rotor shaft 2 due to the indirect mounting of the rotor shaft 2. Rather, to release the transmission 3, a prior support of the rotor shaft 2 is required.
  • FIGS. 2a, b a detailed illustration of the transmission-side end of the rotor shaft 2 with gearbox frame 8 and machine carrier 7 is shown by a wind energy installation according to the invention with a drive train 1 that is comparable in principle to FIG.
  • the gear 3 is in Figure 2a, b of the designated holding elements 3 'disassembled, what - as below executed - in the wind turbine according to the invention also readily possible.
  • the rotor shaft 2 has at its gear-side end an inwardly directed fastening flange 20, which at the same time also forms a locking ring 21, on which a multiplicity-uniformly distributed over the circumference-here 36, of radially extending, conically shaped Arret michsveriana 22 is provided. From the bottom of the locking recesses 22, a radial through-hole 23 extending up to the inner wall of the fastening flange 20 is provided in each case. Between each two locking depressions 22 or radial through bores 23, an axial through-bore 24 is provided, via which the rotor shaft 2 is connected in known manner to the planet carrier 4 of a transmission 3 or else to the input shaft of a large transmission. Generator can be connected (see Figure 1).
  • locking pins 10 which are oriented in the radial direction and are hydraulically displaceable are provided whose outer shape is adapted to the conical shape of the locking recesses 22.
  • four locking pins 10 are combined to form a locking pin group 11, with adjacent locking pins 10 of a locking pin group 1 1 each having the same angular spacing as two adjacent locking recesses 22.
  • the locking bolt groups 11 are distributed uniformly over the circumference such that all locking bolts 10 can be brought into engagement with a respective locking recess 22 at the same time.
  • the locking pin 10 In order to prevent the lock or support is released accidentally by the locking pin 10, the locking pin 10 at its front side with a respective Innerthreaded blind hole 12.
  • a locking screw (not shown) guided through a through-bore 23 on the locking ring 21 can engage, with which a locking bolt 10 can finally be secured in the position shown in FIG. 2a, b.
  • the locking bolts 10 may each have a compensation bushing made of plastic on the areas provided for engagement with the locking recesses 22 and / or the locking recesses 22.
  • the compensating bushing can also be designed as a coating applied directly to the locking bolt 10 or into the locking recesses 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage umfassend einen um eine Rotorachse drehbaren Rotor mit mehreren Rotorblättern und einen damit drehverbundenen Triebstrang (1) mit einer Rotorwelle (2), wobei der Triebstrang (1) auf einem Maschinenträger (7) gelagert ist. Die Rotorwelle (2) weist einen koaxial damit ausgerichteten Arretierungsring (21) mit wenigstens drei Arretierungsvertiefungen (22) auf seinem äußeren Umfang auf. Der Maschinenträger (7) hat wenigstens drei radial zur Rotorwelle (2) ausgerichtete und verschiebbare Arretierungsbolzen (10) zum wahlweisen zeitgleichen Eingriff in jeweils eine Arretierungsvertiefung (22) des Arretierungsrings (21).

Description

Windenergieanlage
Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage.
Bei bekannten Windenergieanlagen lässt sich ein um eine im Wesentlichen horizontale Ach- se drehbarer Rotor mit daran angeordneten Rotorblättern durch Wind in Rotation versetzen. Der Rotor ist dabei fest mit einer Rotorwelle - ggf. über ein Getriebe - mit einem Generator zur Umwandlung der Rotationsenergie des Rotors in elektrische Energie verbunden. Die leistungsübertragenden drehenden Komponenten vom Rotor bis zum Generator werden zu- sammen als Triebstrang bezeichnet und sind in einer drehbar auf einem Turm montierten Gondel angeordnet. Der Triebstrang ist an mehreren Stellen gelagert, wobei in der Regel zumindest ein Lager im Bereich der Rotorwelle angeordnet ist. Bei einer sog. Dreipunktlagerung erfolgt eine weitere Lagerung des Triebstrangs unmittelbar über das Getriebe, d. h. die Rotorwelle selbst weist kein weiteres Lager auf, sondern ist lediglich aufgrund der festen Verbindung mit einem Ge- triebe oder auch mit einem langsam laufenden Groß-Generator indirekt über die dort inte- grierte Lagerung gelagert.
Für bestimmte Wartungsarbeiten kann es erforderlich sein, die Rotorwelle und somit den Triebstrang in einer bestimmten Stellung zu arretieren. Die Dokumente EP 1 251 268 A2 und EP 2 620 636 A1 schlagen hierfür an der Rotorwelle befestige Ringe mit einer Vielzahl von außen liegenden Bohrungen, in die wahlweise ein Bolzen zur Arretierung eingreifen kann, vor.
Insbesondere bei solchen Windenergieanlagen, bei denen die Rotorwelle an dem vom Rotor entfernten Ende nur indirekt über das Getriebe gelagert ist, muss bei der Montage der Wind- energieanlage sowie bei Getriebeaustausch oder sonstigen Wartungsarbeiten, bei denen das Getriebe von der Rotorwelle getrennt wird, die Rotorwelle durch eine dafür vorgesehene Halterung gesichert werden. Aus den Dokumenten EP 1 617 075 A1 und EP 1 748 182 B1 sind entsprechende Halterungen bekannt, bei denen jeweils ein gesonderter Halterahmen in die Gondel der Windenergieanlage transportiert und dort montiert werden muss, bevor das Getriebe von der Rotorwelle getrennt werden kann. Die Verwendung entsprechender Halter- ahmen ist dabei sehr aufwendig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbes- serte Windenergieanlage zu schaffen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Windenergieanlage gemäß dem Hauptanspruch. Vor- teilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Demnach betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage umfassend einen um eine Rotorach- se drehbaren Rotor mit mehreren Rotorblättern und einen damit drehverbundenen
Triebstrang mit einer Rotorwelle, wobei der Triebstrang auf einem Maschinenträger gelagert ist, die Rotorwelle einen koaxial damit ausgerichteten Arretierungsring mit wenigstens drei Arretierungsvertiefungen auf seinem äußeren Umfang aufweist und der Maschinenträger wenigstens drei radial zur Rotorwelle ausgerichtete und verschiebbare Arretierungsbolzen zum wahlweisen zeitgleichen Eingriff in jeweils eine Arretierungsvertiefung des Arretierungs- rings aufweist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch einen zeitgleichen Eingriff wenigs- tens dreier Arretierungsbolzen in den Arretierungsring einer Rotorwelle einer Windenergiean- läge nicht nur eine Arretierung des Rotors gegen eine ungewollte Drehbewegung, sondern gleichzeitig auch eine ausreichende Abstützung der Rotorwelle sichergestellt werden kann. Aufgrund dieser Abstützung kann ein an der Rotorwelle befestigtes Triebstrangelement, wie bspw. ein Getriebe oder der Generator, auch dann von der Rotorwelle gelöst werden kann, selbst wenn die Rotorwelle indirekt über das fragliche Triebstrangelement gelagert ist. Da erfindungsgemäß der Arretierungsring fest mit der Rotorwelle verbunden ist und die Arretie- rungsbolzen Teil des Maschinenträgers sind, sind bei der erfindungsgemäßen Windenergie- anlage weder zur Arretierung des Rotors noch zur Abstützung der Rotorwelle zusätzliche Komponenten erforderlich.
Entspricht die Anzahl der Arretierungsöffnungen der Anzahl der Arretierungsbolzen, ist deren jeweilige Anordnung so aufeinander abzustimmen, dass zumindest in einer Drehposition der Rotorwelle jeder Arretierungsbolzen in jeweils eine Arretierungsöffnung eingreifen kann. Sind Arretierungsöffnungen und Arretierungsbolzen gleichmäßig über den Umfang verteilt, ist eine Arretierung in einer der Anzahl der Arretierungsöffnungen bzw. Arretierungsbolzen entspre- chenden Anzahl an Drehpositionen der Rotorwelle möglich. Um den Rotor in möglichst vielen unterschiedlichen Positionen arretieren und abstützen zu können, ist bevorzugt, wenn die Anzahl der Arretierungsvertiefungen größer ist als die An- zahl der Arretierungsbolzen. Sind die Arretierungsvertiefungen geeignet angeordnet, lässt sich die Rotorwelle und somit der Rotor in einer die Anzahl der Arretierungsbolzen überstei- genden Anzahl an Drehpositionen arretieren.
Dabei ist bevorzugt, wenn die Arretierungsvertiefungen gleichmäßig über den Umfang des Arretierungsrings verteilt sind, der Winkelabstand zwischen jeweils zwei benachbarten Arre- tierungsvertiefungen also konstant ist. In diesem Fall lässt sich die Rotorwelle bzw. der Rotor in einer die Anzahl der Arretierungsvertiefungen entsprechenden Anzahl an Drehpositionen arretieren.
Ist weiterhin vorgesehen, dass der Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Arretie- rungsbolzen dem Winkelabstand zweier benachbarter Arretierungsvertiefungen oder einem Vielfachen davon entspricht, ist sichergestellt, dass bei Eingriff eines Arretierungsbolzens in eine Arretierungsvertiefung jeder andere Arretierungsbolzen ebenfalls in eine Arretierungs- Vertiefung eingreifen kann.
Insbesondere um die bei der beschriebenen Abstützung auftretenden Kräfte besser über die Arretierungsvorrichtung ableiten zu können, ist bevorzugt, wenn mehr als drei Arretierungs- bolzen vorgesehen sind. Die Belastung der einzelnen Arretierungsbolzen wird grundsätzlich geringer, je mehr Arretierungsbolzen vorgesehen sind. Außerdem lassen sich bei mehr Arre- tierungsbolzen die einzelnen Arretierungsbolzen häufig kleiner dimensionieren, was die In- tegration der Arretierungsbolzen in den Maschinenträger vereinfachen kann. Es ist weiter bevorzugt, wenn wenigstens ein Teil der Arretierungsbolzen in Arretierungsbolzengruppen zusammengefasst sind, innerhalb derer der Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Arretierungsbolzen dem Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Arretierungsvertiefun- gen entspricht. Besonders vorteilhaft haben sich drei Arretierungsbolzengruppen mit jeweils identischer Anzahl an Arretierungsbolzen erwiesen. Die Arretierungsbolzen und/oder Arretierungsbolzengruppen können symmetrisch gegen- über einer vertikalen Ebene durch die Achse der Rotorwelle angeordnet sein. Die Arretie- rungsbolzen und/oder Arretierungsbolzengruppen können auch gleichmäßig über den Um- fang um die Rotorwelle verteilt sein.
Auch wenn der Arretierungsring ein gesondertes, fest mit der Rotorwelle verbundenes Bau- teil sein kann, ist bevorzugt, wenn der Arretierungsring unmittelbar in die Rotorwelle integriert ist, also einstückig mit der Rotorwelle ausgebildet ist. Insbesondere kann der Arretierungs- ring in einen am vom Rotor entfernten Ende vorgesehenen Befestigungsflansch der Rotor- welle integriert sein. Der Befestigungsflansch weist in der Regel ein radiales Bohrmuster von axialen Durchgangsbohrungen zur Befestigung eines weiteren Triebstrangelements, wie bspw. einem Getriebe, oder aber zur unmittelbaren Befestigung des Generators auf. Es ist bevorzugt, wenn die Arretierungsvertiefungen jeweils mittig zwischen zwei benachbarten axialen Durchgangsbohrungen des Befestigungsflansches angeordnet sind.
Die Arretierungsbolzen können hydraulisch verschiebbar sein. Dazu können die Arretie- rungsbolzen bspw. mit einem in einem Zylinder angeordneten Kolben verbunden oder mit diesem einstückig ausgeführt sein. Zur Sicherung des Eingriffs der Arretierungsbolzen in Arretierungsvertiefungen kann vorge- sehen sein, dass die Arretierungsbolzen an ihrer radialen Stirnfläche eine Bohrung mit In- nengewinde zum Eingriff eines Sicherungsbolzens und die Arretierungsvertiefungen radiale Durchgangsbohrungen bis zum Innern der Rotorwelle zum Durchstecken von Sicherungs- bolzen aufweisen. Vom Inneren der Rotorwelle ausgehend können geeignete Sicherungs- bolzen durch die radialen Durchgangsbohrungen gesteckt und in die Arretierungsbolzen ein- geschraubt werden. Dadurch kann ein versehentliches Zurückziehen der Arretierungsbolzen, welches zu einer Aufhebung der Rotorarretierung oder der Abstützung der Rotorwelle führen würde, sicher vermieden werden.
Es ist bevorzugt, wenn die Arretierungsbolzen jeweils von einer Ausgleichsbuchse umgeben sind und/oder in den Arretierungsvertiefungen jeweils eine Ausgleichsbuchse vorgesehen ist, um Fertigungstoleranzen auszugleichen und eine gleichmäßige Krafteinleitung in alle Arretie- rungsbolzen sicherzustellen. Die Ausgleichsbuchsen sind dabei derart verformbar auszuge- stalten, dass einerseits Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können, andererseits bei Belastung während Arretierung und/oder Abstützung ausreichend Widerstand geleistet wer- den kann, um die dabei auftretenden Kräfte übertragen zu können.
Die Ausgleichsbuchsen können aus Kunststoff sein. Es ist auch möglich, dass die Aus- gleichsbuchse als unmittelbar auf den Arretierungsbolzen und/oder in den Arretierungsvertie- fungen aufgetragene Beschichtung ausgebildet ist.
An der Rotorwelle kann ein Getriebe oder ein getriebelos direkt angetriebener Groß- Generator angebunden sein. Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 : eine schematische Übersicht eines erfindungsgemäßen Triebstrangs;
und Figur 2a, b: schematische Detailansichten eines erfindungsgemäßen Triebstrangs.
In Figur 1 ist ein Triebstrang 1 einer Windenergieanlage (nicht dargestellt) gezeigt, von dem ausgehend in Bezug auf Figur 2a, b die vorliegende Erfindung erläutert wird.
Von dem Triebstrang 1 der Windenergieanlage sind in Figur 1 lediglich die Rotorwelle 2 so- wie teilweise das damit verbundene Getriebe 3 dargestellt. Bei dem Getriebe 3 handelt es sich um ein Planetengetriebe, dessen Planetenträger 4 fest mit der Rotorwelle 2 verbunden ist. Nicht dargestellt ist der eigentliche Rotor umfassend die Rotorblätter am von dem Getrie- be 3 entgegengesetzten Ende der Rotorwelle 2 sowie der am nicht dargestellten Ende des Getriebes 3 angeordnete Generator.
Der Triebstrang 1 ist in einem vom Getriebe 3 entfernten Bereich durch ein in einem Lager- gehäuse 5 angeordneten und unmittelbar mit der Rotorwelle 2 zusammenwirkenden Wälzla- ger 6 drehbar am Maschinenträger 7 gelagert. Darüber hinaus ist das Getriebe 3 über einen Getriebespant 8 an dem Maschinenträger 7 befestigt. Die Rotorwelle 2 ist an diesem Ende aufgrund der Verbindung mit dem Planetenträger 4 indirekt über dessen Lagerung 9 gegen- über dem Maschinenträger 7 gelagert. Bei dem in Figur 1 dargestellten Triebstrang 1 ist eine sog. Drei-Punkt-Lagerung realisiert, bei der das Getriebe 3 aufgrund der indirekten Lagerung der Rotorwelle 2 darüber nicht ohne Weiteres von der Rotorwelle 2 gelöst werden kann. Vielmehr ist zum Lösen des Getriebes 3 eine vorherige Abstützung der Rotorwelle 2 erforderlich. An Stelle des Getriebes 3 ist auch ein langsam laufender, direkt angetriebener Groß-Generator möglich. In Figur 2a, b sind von einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage mit einer grundsätzlich zu Figur 1 vergleichbaren Triebstrang 1 Detaildarstellungen des getriebeseitigen Endes der Rotorwelle 2 mit Getriebespant 8 und Maschinenträger 7 gezeigt. Das Getriebe 3 ist in Figur 2a, b von den dafür vorgesehenen Halteelementen 3‘ demontiert, was - wie nachfolgend ausgeführt - bei der erfindungsgemäßen Windenergieanlage auch ohne Weiteres möglich ist.
Die Rotorwelle 2 weist an ihrem getriebeseitigen Ende einen nach innen gerichteten Befesti- gungsflansch 20 auf, der gleichzeitig auch einen Arretierungsring 21 bildet, an dem gleich- mäßig über den Umfang verteilt eine Vielzahl - hier 36 - von sich radial erstreckenden, ko- nisch ausgeformten Arretierungsvertiefungen 22 vorgesehen ist. Vom Boden der Arretie- rungsvertiefungen 22 ist jeweils eine bis zur Innenwand des Befestigungsflansches 20 ra- gende radiale Durchgangsbohrungen 23 vorgesehen. Zwischen jeweils zwei Arretierungsver- tiefungen 22 bzw. radialen Durchgangsbohrungen 23 ist jeweils eine axiale Durchgangsboh- rung 24 vorgesehen, über welche die Rotorwelle 2 auf bekannte Art und Weise mit dem Pla- netenträger 4 eines Getriebes 3 oder aber auch mit der Eingangswelle eines Groß- Generators verbunden werden kann (vgl. Figur 1 ).
An dem Maschinenträger - genauer an dem damit fest verbundenen Getriebespant 8 - sind in radialer Richtung ausgerichtete und hydraulisch verschiebbare Arretierungsbolzen 10 vor- gesehen, deren äußere Form an die Konusform der Arretierungsvertiefungen 22 angepasst ist. Jeweils vier Arretierungsbolzen 10 sind zu einer Arretierungsbolzengruppe 11 zusam- mengefasst, wobei jeweils benachbarte Arretierungsbolzen 10 einer Arretierungsbolzen- gruppe 1 1 den gleichen Winkelabstand wie zwei benachbarte Arretierungsvertiefungen 22 aufweisen. Die Arretierungsbolzengruppen 1 1 sind dabei derart gleichmäßig über den Um- fang verteilt, dass sämtlich Arretierungsbolzen 10 zeitgleich mit jeweils einer Arretierungsver- tiefung 22 in Eingriff gebracht werden können.
Aufgrund der gleichmäßigen Verteilung der Arretierungsbolzengruppe 1 1 über den Umfang, die gleichzeitig auch in einer gegenüber einer vertikalen Ebene durch die Achse der Rotor- welle 2 symmetrisch ist, können die Rotorwelle 2 und der damit verbundene Rotor nicht nur arretiert, sondern gleichzeitig auch derart abgestützt werden, dass in dem in Figur 2a, b ge- zeigten Zustand das Getriebe 3 bzw. ein Groß-Generator problemlos entfernt werden kann. Ist ein Getriebe 3 bzw. Groß-Generator an die Halteelemente 3‘ montiert (vgl. Figur 1 ) und ist eine Arretierung der Rotorwelle 2 bzw. des Rotors auch aus anderen Gründen nicht mehr erforderlich, können die Arretierungsbolzen 10 hydraulisch zurückgezogen werden, womit der Triebstrang 1 wieder frei drehbar ist.
Um zu verhindern, dass die Arretierung bzw. Abstützung durch die Arretierungsbolzen 10 versehentlich gelöst wird, weisen die Arretierungsbolzen 10 an ihrer Stirnseite jeweils ein mit Innengewinde versehenes Sackloch 12 auf. In dieses Sackloch 12 kann eine durch eine Durchgangsbohrung 23 am Arretierungsring 21 geführte Sicherungsschraube (nicht darge- stellt) eingreifen, mit der ein Arretierungsbolzen 10 letztendlich in der in Figur 2a, b gezeigten Position gesichert werden kann. Zum Ausgleich von evtl. Fertigungstoleranzen können die Arretierungsbolzen 10 an dem zum Eingriff mit den Arretierungsvertiefungen 22 vorgesehen Bereichen und/oder die Arretie- rungsvertiefungen 22 jeweils eine Ausgleichsbuchse aus Kunststoff aufweisen. Die Aus- gleichsbuchse kann auch als unmittelbar auf den Arretierungsbolzen 10 bzw. in die Arretie- rungsvertiefungen 22 aufgetragene Beschichtung ausgebildet sein.

Claims

Patentansprüche
1. Windenergieanlage umfassend einen um eine Rotorachse drehbaren Rotor mit mehre- ren Rotorblättern und einen damit drehverbundenen Triebstrang (1 ) mit einer Rotorwel- le (2), wobei der T riebstrang (1 ) auf einem Maschinenträger (7) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Rotorwelle (2) einen koaxial damit ausgerichteten Arretierungsring (21 ) mit wenigs- tens drei Arretierungsvertiefungen (22) auf seinem äußeren Umfang aufweist und der Maschinenträger (7) wenigstens drei radial zur Rotorwelle (2) ausgerichtete und ver- schiebbare Arretierungsbolzen (10) zum wahlweisen zeitgleichen Eingriff in jeweils ei- ne Arretierungsvertiefung (22) des Arretierungsrings (21 ) aufweist.
2. Windenergieanlage nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzahl der Arretierungsvertiefungen (22) größer ist als die Anzahl der Arretie- rungsbolzen (10).
3. Windenergieanlage nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Arretierungsvertiefungen (22) gleichmäßig über den Umfang des Arretierungsrings (21 ) verteilt sind.
4. Windenergieanlage nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Arretierungsbolzen (10) dem Winkel- abstand zweier benachbarter Arretierungsvertiefungen (22) oder einem Vielfachen da- von entsprechen.
5. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehr als drei Arretierungsbolzen (10) vorgesehen sind, wobei wenigstens ein Teil der Arretierungsbolzen (10) vorzugsweise in Arretierungsbolzengruppen (11 ) zusammen- gefasst sind, innerhalb derer der Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Arretie- rungsbolzen (10) dem Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Arretierungsvertie- fungen (22) entspricht.
6. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Arretierungsbolzen (10) und/oder Arretierungsbolzengruppen (11 ) symmetrisch ge- genüber einer vertikalen Ebene durch die Achse der Rotorwelle (2) und/oder gleich- mäßig über den Umfang verteilt sind.
7. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Arretierungsring (21 ) in die Rotorwelle (2), vorzugsweise in einen am vom Rotor (2) entfernten Ende vorgesehenen Befestigungsflansch (20) der Rotorwelle (2) integriert ist.
8. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Arretierungsbolzen (10) hydraulisch verschiebbar sind.
9. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Arretierungsbolzen (10) an ihrer radialen Stirnfläche eine Bohrung (12) mit Innen- gewinde zum Eingriff eines Sicherungsbolzens und die Arretierungsvertiefungen (22) radiale Durchgangsbohrungen (23) bis zum Innern der Rotorwelle (2) zum Durchste- cken von Sicherungsbolzen aufweisen.
10. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Arretierungsbolzen (10) jeweils von einer Ausgleichsbuchse umgeben sind und/oder in den Arretierungsvertiefungen (22) jeweils eine Ausgleichsbuchse vorgese- hen ist, um Fertigungstoleranzen auszugleichen und eine gleichmäßige Krafteinleitung in alle Arretierungsbolzen (10) sicherzustellen.
1 1. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausgleichsbuchsen aus Kunststoff sind.
12. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass an der Rotorwelle (2) ein Getriebe (3) oder ein getriebelos direkt angetriebener Groß- Generator angebunden ist.
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