DE102008052412A1 - Bearing housing for the storage of the rotor shaft of a wind turbine - Google Patents

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Abstract

Lagergehäuse (10) für die Lagerung der Rotorwelle (50) einer Windenergieanlage, mit einem zylindrischen Abschnitt (20) zur Aufnahme der Rotorwelle (40) und Befestigungsmitteln (30) zur Befestigung des Lagergehäuses (10) an der Windenergieanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (30) im Bereich der horizontalen Mittellinie des zylindrischen Abschnitts (20) achsparallel angeordnet sind.Bearing housing (10) for supporting the rotor shaft (50) of a wind turbine, comprising a cylindrical portion (20) for receiving the rotor shaft (40) and fastening means (30) for securing the bearing housing (10) to the wind turbine, characterized in that Fastening means (30) in the region of the horizontal center line of the cylindrical portion (20) are arranged axially parallel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lagergehäuse für die Lagerung der Rotorwelle einer Windenergieanlage, mit einem zylindrischen Abschnitt zur Aufnahme der Rotorwelle und Befestigungsmitteln zur Befestigung des Lagergehäuses an der Windenergieanlage.The The invention relates to a bearing housing for storage the rotor shaft of a wind turbine, with a cylindrical Section for receiving the rotor shaft and fasteners for Fixing the bearing housing to the wind turbine.

Groß dimensionierte Windenergieanlagen erfordern, dass deren mechanische Komponenten gegen das Auftreten von hohen Lasten abgesichert und zum Ableiten dieser Lasten in den Turm der Windenergieanlage ausgelegt sind. Insbesondere stellt hier die Lagerung der Rotorwelle einer Windenergieanlage ein kritisches Konstruktionselement dar, wobei derzeit auf eine Dreipunkt-Momenten- oder doppelte Wellenlagerung zurückgegriffen wird.Large dimensioned Wind turbines require that their mechanical components against the occurrence of high loads secured and to derive this Loads are designed in the tower of the wind turbine. In particular, presents Here the storage of the rotor shaft of a wind turbine critical Construction element, whereby currently on a three-point torque or double shaft bearing is used.

Die doppelte Wellenlagerung erfolgt beispielsweise innerhalb der Nabe, ist im Getriebe oder im Maschinenträger integriert und in Form von zwei getrennten Lagergehäusen oder kombiniert in einem Lagergehäuse ausgeführt.The double shaft bearing takes place inside the hub, for example, is integrated in the gearbox or in the machine carrier and in the form of two separate bearing housings or combined executed in a bearing housing.

Eine in einem einzigen Lagergehäuse ausgeführte doppelte Wellenlagerung wird regelmäßig jedoch dadurch konterkariert, dass das Lagergehäuse entweder sehr groß dimensioniert und damit schwer oder – wie aus der WO 2005/028862 A1 bekannt – nur sehr arbeitsaufwändig herzustellen und zu montieren ist.A running in a single bearing housing double shaft bearing is regularly counteracted, however, characterized in that the bearing housing either very large dimensions and thus difficult or - as from WO 2005/028862 A1 known - only very laborious to manufacture and assemble is.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Lagergehäuse für die Lagerung der Rotorwelle einer Windenergieanlage zu schaffen, das sehr kompakt und einfach gebaut werden kann, wobei eine gute Lastübertragung und ein einfacher, nicht arbeitsaufwändiger Einbau in die Windenergieanlage ermöglicht sein soll.task The present invention is therefore a bearing housing for the storage of the rotor shaft of a wind energy plant to create, which can be very compact and simply built, whereby one good load transfer and a simple, not laborious Installation in the wind turbine should be possible.

Die Aufgabe wird durch das Lagergehäuse mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.The Task is by the bearing housing with the characteristics of Claim 1 solved. The dependent claims give advantageous Embodiments of the invention again.

Grundgedanke der Erfindung ist es, die Befestigungsmittel zur Befestigung des Lagergehäuses an der Windenergieanlage im Bereich der horizontalen Mittellinie des zylindrischen Abschnitts des Lagergehäuses zum zylindrischen Abschnitt bzw. zur Rotorachse achsparallel anzuordnen. Dadurch werden die bevorzugt als Füße ausgebildeten Befestigungsmittel in etwa der horizontalen Höhe der Drehachse der Rotorwelle angeordnet, woraus eine sehr gute Krafteinleitung in den Maschinenträger der Windenergieanlage resultiert. Die dominierenden seitlichen Rotorkräfte (Yaw-Moment) können nämlich gradlinig in den Maschinenträger eingeleitet werden, ohne dass das Gehäuse zusätzliche Kippmomente erzeugt. Außerdem ermöglicht die Position der Gehäusefüße im Bereich der Mittellinie des zylindrischen Abschnitts ein „Durchhängen” der unteren Gehäusehälfte, welches eine gleichmäßige Lastverteilung auf die Rotorlager gewährleistet.basic idea The invention is the fastening means for fastening the Bearing housing at the wind turbine in the area of horizontal Center line of the cylindrical section of the bearing housing to arrange axially parallel to the cylindrical portion or to the rotor axis. As a result, the preferred trained as feet Fastening means in about the horizontal height of the axis of rotation arranged the rotor shaft, resulting in a very good force application results in the machine carrier of the wind turbine. The dominant lateral rotor forces (Yaw moment) can namely introduced straight into the machine frame be without the housing generates additional tilting moments. In addition, the position of the housing feet allows in the area of the center line of the cylindrical section, a "sagging" of the lower half of the housing, which is a uniform Load distribution on the rotor bearings guaranteed.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Lagergehäuse aus zwei im Bereich der Mittelebene des zylindrischen Abschnitts lösbar miteinander verbundenen Schalen besteht. Hierdurch wird insbesondere dann ein vorteilhafter Aufbau des Lagergehäuses erreicht, wenn besonders bevorzugt die untere Schale als Teil des Maschinenträgers einer Windenergieanlage ausgebildet ist. Hierdurch kann eine einfache und schnelle Montage der Lager mit Rotorwelle erreicht werden, ohne dass es aufwändiger Hilfsmittel oder einer besonderen Überprüfung der Verbindung der Befestigungsmittel bedarf.Especially Preferably, it is provided that the bearing housing of two solvable in the region of the median plane of the cylindrical section interconnected shells consists. This will in particular then achieves an advantageous construction of the bearing housing, if particularly preferably the lower shell as part of the machine carrier a wind turbine is formed. This can be a simple and quick assembly of bearings can be achieved with rotor shaft, without that it requires elaborate tools or a special review requires the connection of the fastening means.

Die Befestigungsmittel sind bevorzugt symmetrisch zur senkrechten Mittellinie des zylindrischen Abschnitts angeordnet und können als Füße oder als Flansch ausgebildet sein.The Fasteners are preferably symmetrical to the vertical centerline arranged the cylindrical portion and can as Feet or be designed as a flange.

Dabei sollten die Befestigungsmittel in einem Bereich der Mittellinie bzw. im Bereich der Mittelebene von etwa ±25% des Durchmessers des zylindrischen Abschnitts, besonders bevorzugt ±10% des Durchmessers des zylindrischen Abschnitts, vertikal abweichend liegen (d. h. zwischen einer unteren vertikalen Grenze von 10% des Zylinderdurchmessers unterhalb der Mittellinie und einer oberen vertikalen Grenze von 10% des Zylinderdurchmessers oberhalb der Mittellinie).there The fasteners should be in one area of the midline or in the area of the center plane of about ± 25% of the diameter of the cylindrical section, more preferably ± 10% the diameter of the cylindrical portion, vertically deviating (i.e., between a lower vertical limit of 10% of the Cylinder diameter below the center line and an upper vertical limit of 10% of the cylinder diameter above the Midline).

Das Lagergehäuse weist bevorzugt ein oder mehrere Gleitlager auf. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Lagergehäuse ein Zylinderrollenlager und ein doppelreihiges Kegelrollenlager aufweist, da hierdurch eine radial wie auch axial absolut spielfreie Rotorlagerung ermöglicht wird. Die bisherige Verwendung von Pendelrollenlagern hat nämlich den Nachteil, dass sich die Rotorwelle konstruktionsbedingt stets axial einige Millimeter bewegen kann, wobei axial auftretende Stöße für das Getriebe sehr schädlich sind. Dieser Nachteil kann nun mit dem Lagergehäuse nach der Erfindung beseitigt werden.The Bearing housing preferably has one or more plain bearings on. However, it is particularly advantageous if the bearing housing a cylindrical roller bearing and a double row tapered roller bearing has, as a result of this a radial as well as axially absolutely play-free Rotor storage is possible. The previous use of spherical roller bearings namely has the disadvantage that the rotor shaft by design always axially a few millimeters can move, with axially occurring shocks for the gears are very harmful. This disadvantage can now be eliminated with the bearing housing according to the invention.

Schließlich wird auch eine Windenergieanlage mit dem erfindungsgemäßen Lagergehäuse beansprucht.After all is also a wind turbine with the inventive Bearing housing claimed.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The The invention is described below with reference to an illustrated in the drawings, particularly preferred embodiment explained in more detail. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Lagergehäuses; 1 a perspective view of the bearing housing according to the invention;

2 eine Frontalansicht des auf einem Maschinenträger aufgebrachten erfindungsgemäßen Lagergehäuses; 2 a frontal view of the on a ma schinenträger applied bearing housing according to the invention;

3 eine perspektivische Ansicht eines Maschinenträgers mit Rotorwelle, erfindungsgemäßen Lagergehäuse, Getriebe und Generator; und 3 a perspective view of a machine carrier with rotor shaft, bearing housing according to the invention, transmission and generator; and

4 einen Querschnitt durch das die Rotorwelle aufnehmende erfindungsgemäße Lagergehäuse. 4 a cross section through the rotor shaft receiving bearing housing according to the invention.

1 zeigt das Lagergehäuse nach der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. Das Lagergehäuse 10 weist einen zylindrischen Abschnitt 20 zur Aufnahme der (hier nicht gezeigten) Rotorwelle 80 auf. Die außen am Lagergehäuse 10 angeordneten Befestigungsmittel 30 zur Befestigung des Lagergehäuses 10 an einer Windenergieanlage sind erkennbar im Bereich der horizontalen Mittellinie des zylindrischen Abschnitts 20 achsparallel angeordnet. Die Befestigungsmittel 30 sind hier bevorzugt als Füße ausgebildet. Die hier je zwei auf einer Seite des Lagergehäuses 10 dargestellten Füße können jedoch auch achsparallel miteinander verbunden sein, so dass die Befestigungsmittel einen Flansch bilden. 1 shows the bearing housing according to the invention in a perspective view. The bearing housing 10 has a cylindrical section 20 for receiving the (not shown here) rotor shaft 80 on. The outside of the bearing housing 10 arranged fastening means 30 for fastening the bearing housing 10 on a wind turbine can be seen in the region of the horizontal center line of the cylindrical section 20 arranged axially parallel. The fasteners 30 are here preferably formed as feet. These two each on one side of the bearing housing 10 However, feet shown can also be connected to each other axially parallel, so that the fastening means form a flange.

2 zeigt eine Frontalansicht des erfindungsgemäßen Lagergehäuses 10, das im vorliegenden Beispiel auf einem Maschinenträger 50 angeordnet ist. Deutlich ist zu erkennen, dass die Befestigungsmittel 30 im Bereich der horizontalen Mittellinie des zylindrischen Abschnitts 20 angeordnet sind. 2 shows a front view of the bearing housing according to the invention 10 , in the present example, on a machine carrier 50 is arranged. It can be clearly seen that the fasteners 30 in the area of the horizontal center line of the cylindrical section 20 are arranged.

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, nach der das Lagergehäuse 10 aus zwei im Bereich der Mittelebene des zylindrischen Abschnitts lösbar miteinander verbundenen Schalen besteht. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, nach der die untere Schale als Teil des Maschinenträgers ausgebildet ist.Particularly preferred is an embodiment according to which the bearing housing 10 consists of two in the middle plane of the cylindrical portion releasably interconnected shells. Particularly preferred is an embodiment according to which the lower shell is formed as part of the machine carrier.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Maschinenträgers 50, auf dem das dem Getriebegehäuse 90 vorgesetzte erfindungsgemäße Lagergehäuse 10 die Rotorwelle 80 aufnimmt. 3 shows a perspective view of a machine carrier 50 on which the the gearbox 90 superior bearing housing according to the invention 10 the rotor shaft 80 receives.

4 zeigt einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Lagergehäuse 10, in dem ein mit einem Zylinderrollenlager 60 gepaartes doppelreihiges Kegelrollenlager 70 aufgenommen ist. Das Kegelrollenlager wie auch das Zylinderrollenlager erlauben keinen Ausgleich von Fluchtungs- und Winkelfehlern, so dass das Einhalten der geforderten Toleranzen den Einbau in ein gemeinsames Gehäuse notwendig machen. Die Krafteinleitung in den Maschinenträger wird durch die in den anderen Zeichnungen gut dargestellte Anordnung der Befestigungsmittel im Bereich der horizontalen Linie des zylindrischen Abschnitts gewährleistet. 4 shows a cross section through the bearing housing according to the invention 10 in which one with a cylindrical roller bearing 60 paired double row tapered roller bearing 70 is included. The tapered roller bearing as well as the cylindrical roller bearing do not allow compensation of misalignment and angular errors, so that the maintenance of the required tolerances make installation in a common housing necessary. The introduction of force into the machine carrier is ensured by the well-illustrated in the other drawings arrangement of the fastening means in the region of the horizontal line of the cylindrical portion.

Die sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile liegen in der deutlich besseren Kraftflussgestaltung am Maschinenträger im Verhältnis zu Lagergehäusen, die beispielsweise als Stehlagereinheit ausgebildet sind. Weiterhin ist die Fertigung und die Montage des erfindungsgemäßen Lagergehäuses im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lagergehäusen weniger aufwändig. Insbesondere ist eine Kopplung des Lagergehäuses mit dem Getriebe nicht notwendig.The resulting from the invention advantages are evident in the better power flow design on the machine frame in relation to bearing housings, for example, as a pillow block unit are formed. Furthermore, the production and installation of the inventive bearing housing in comparison to the known from the prior art bearing housings less expensive. In particular, a coupling of the bearing housing not necessary with the gearbox.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2005/028862 A1 [0004] WO 2005/028862 A1 [0004]

Claims (10)

Lagergehäuse (10) für die Lagerung der Rotorwelle (50) einer Windenergieanlage, mit einem zylindrischen Abschnitt (20) zur Aufnahme der Rotorwelle (40) und Befestigungsmitteln (30) zur Befestigung des Lagergehäuses (10) an der Windenergieanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (30) im Bereich der horizontalen Mittellinie des zylindrischen Abschnitts (20) achsparallel angeordnet sind.Bearing housing ( 10 ) for the bearing of the rotor shaft ( 50 ) of a wind turbine, with a cylindrical section ( 20 ) for receiving the rotor shaft ( 40 ) and fasteners ( 30 ) for fastening the bearing housing ( 10 ) at the wind turbine, characterized in that the fastening means ( 30 ) in the region of the horizontal center line of the cylindrical section ( 20 ) are arranged axially parallel. Lagergehäuse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (10) aus zwei im Bereich der Mittelebene des zylindrischen Abschnitts (20) lösbar miteinander verbundenen Schalen besteht.Bearing housing ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the bearing housing ( 10 ) of two in the region of the median plane of the cylindrical section ( 20 ) releasably interconnected shells. Lagergehäuse (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Schale als Teil des Maschinenträgers (50) einer Windenergieanlage ausgebildet ist.Bearing housing ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the lower shell as part of the machine carrier ( 50 ) is formed of a wind turbine. Lagergehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (30) zur senkrechten Mittellinie des zylindrischen Abschnitts (20) symmetrisch angeordnet sind.Bearing housing ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening means ( 30 ) to the vertical center line of the cylindrical portion ( 20 ) are arranged symmetrically. Lagergehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung mit einem Zylinderrollenlager (60) und einem doppelreihigen Kegelrollenlager (70) ausgeführt ist.Bearing housing ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing with a cylindrical roller bearing ( 60 ) and a double row tapered roller bearing ( 70 ) is executed. Lagergehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung als Gleitlager ausgeführt ist.Bearing housing ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bearing is designed as a plain bearing. Lagergehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (30) als Füße ausgebildet sind.Bearing housing ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening means ( 30 ) are formed as feet. Lagergehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (30) als Flansch ausgebildet sind.Bearing housing ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fastening means ( 30 ) are formed as a flange. Lagergehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Mittellinie bzw. der Bereich der Mittelebene der von der Mittelinie um ±10% des Durchmessers des zylindrischen Abschnitts (20) vertikal abweichende Bereich ist.Bearing housing ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the area of the center line or the area of the center plane of the center line by ± 10% of the diameter of the cylindrical portion ( 20 ) is vertically deviating area. Windenergieanlage mit einem Lagergehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Wind energy plant with a bearing housing ( 10 ) according to one of claims 1 to 9.
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