BE1017836A3 - Reactiearm voor een windturbineaandrijving. - Google Patents

Abstract

Reactiearm voor een windturbineaandrijving die een koppel kan overbrengen tussen een behuizing van een tandwielkast en steunpunten op de windturbine, die wordt gevormd door twee hefbomen die op een zekere afstand van elkaar elk door middel van een scharnier dat aangrijpt tussen de uiteinden van de hefboom, zijn gemonteerd op een niet roterende gedeelte van een tandwielkast, waarbij de hefbomen enerzijds elk scharnierend zijn verbonden met een afstandselement, dat de scharnierpunten op de hefbomen op een vaste afstand van elkaar houdt, en anderzijds, elk zijn verbonden met ÚÚn van twee steunpunten door middel van een verbindingselement.

Description

Reactiearm voor een windturbineaandrijving.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een reactiearm voor een windturbineaandrijving.

Meer bepaald heeft de huidige uitvinding betrekking op een reactiearm voor een windturbineaandrijving die bestaat uit een rotoras die door middel van minstens twee lagers gelagerd is op de behuizing van de windturbine, waarbij op de rotoras een tandwielkast is gemonteerd met een planetair tandwielstelsel waarvan het niet roterende gedeelte via de voornoemde reactiearm koppel kan overdragen naar twee steunpunten op de behuizing van de windturbine die zich aan weerszijden van de rotoras bevinden.

Er bestaan reeds zulke reactiearmen voor windturbineaandrijvingen van het voornoemde type waarbij de tandwielkast aan de rotoras wordt opgehangen.

Deze reactiearm dient hoofdzakelijk om het koppelverschil tussen ingaande en uitgaande as van de tandwielkast te kunnen overbrengen naar de behuizing van de windturbine, zodat het meedraaien van de tandwielkast met de rotoras wordt verhinderd, terwijl het rotorkoppel via de uitgaande as van het planetair tandwielstelsel kan worder^ overgedragen op een generator voor het opwekken van elektrische energie.

Een probleem dat optreedt bij zulke reactiearmen is dat de rotoras onder invloed van de windkrachten op de . rotorbladen vervormt of een zekere beweging ondergaat, wat wordt ervaren ter plaatse van , de steunpunten waar de reactiearm op de behuizing aangrijpt.

Bovendien is het zo dat bij het vervaardigen van meerdere windturbines verschillen optreden ten gevolge van de toegelaten afwerkingstoleranties.

Deze verschillen moeten tijdens de montage worden opgevangen.

Daarom worden doorgaans elastische elementen gebruikt om de reactiearm te ondersteunen ter plaatse van de steunpunten.

Enerzijds dienen deze elastische elementen voldoende elastisch te zijn om de dynamische vervormingen en bewegingen van de rotoras ten gevolge van de windbelasting op te vangen, evenals maatveranderingen tussen verschillende windturbines van een zelfde reeks.

Anderzijds moeten de elastische elementen voldoende stijf zijn om de relatief grote reactiekrachten te kunnen overwinnen die doorgaans gepaard gaan met windturbines van groot vermogen van bijvoorbeeld 3 MW of meer.

Door deze stijfheid worden echter parasitaire krachten op de tandwielkast geïntroduceerd door de voornoemde fenomen, zodat een zekere uitlijnfout tussen de roterende en de niet roterende gedeelten van de tandwielkast kan ontstaan of er te grote krachten tussen deze onderdelen optreden.

Nog een nadeel van de gekende reactiearmen is dat ze enorm zwaar zijn, omdat zij uit één stuk worden vervaardigd, wat het transport en de montage ervan sterk bemoeilijkt.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meerdere van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

Idealiter wordt een reactiearm bekomen die het nodige koppel kan overbrengen van het niet roterende gedeelte van de tandwielkast naar de behuizing van de windturbine zodat de tandwielkast niet mee roteert met de rotoras, terwijl dezelfde reactiearm voldoende bewegingsvrijheid aan de tandwielkast laat, zodat deze de opgelegde bewegingen van de rotoras onder invloed van dynamische belastingen kan volgen of gemakkelijk een zekere positie kan innemen tijdens de montage waardoor de roterende delen van de tandwielkast perfect uitgelijnd blijven met de niet roterende gedeelten of er minimale krachten tussen deze onderdelen optreden.

Hiertoe betreft de huidige uitvinding een reactiearm voor een windturbineaandrijving van het voornoemde type, waarbij de reactiearm wordt gevormd door twee hefbomen die, op een zekere afstand van elkaar elk door middel van een scharnier dat aangrijpt tussen de uiteinden van de hefboom, zijn gemonteerd op het niet roterende gedeelte van het planetair tandwielstelsel, waarbij de hefbomen, enerzijds, elk aan één kant van het voornoemde scharnier scharnierend zijn verbonden met een afstandselement, dat de desbetreffende scharnierpunten op de hefbomen op een vaste afstand van elkaar houdt, en, anderzijds, elk aan de andere kant van het voornoemde scharnier zijn verbonden met één van de voornoemde twee steunpunten op de behuizing door middel van een verbindingselement.

Een voordeel van zulke reactiearm voor een windturbineaandrijving overeenkomstig de uitvinding is dat de reactiearm enerzijds, toelaat dat het niet roterende gedeelte van het planetair tandwielstelsel (of dus de behuizing van de tandwielkast) een zekere translatie in het vlak loodrecht op de rotoras of eventueel zelfs een axiale beweging ten opzichte van de behuizing van de windturbine ondergaat zonder hierbij noemenswaardig gehinderd te worden door een stijfheid die zijn oorsprong vindt in de overdracht van het koppel van de behuizing van de tandwielkast naar de behuizing van de windturbine, terwijl de reactiearm anderzijds wel het vereiste koppel van de behuizing van de tandwielkast naar de behuizing van de windturbine kan overbrengen.

De reden hiervoor is dat de scharnieren op de hefbomen ervoor zorgen dat de behuizing van de tandwielkast de voornoemde bewegingen kan ondergaan waarbij, door de combinatie van een afStandselement dat de beweging van de twee hefbomen aan elkaar koppelt, met de twee verbindingselementen, een koppel van de reactiearm naar de steunpunten op de behuizing van de windturbine kan worden overgebracht.

Hierdoor kan de tandwielkast de opgelegde bewegingen tijdens de rotatie van de rotoras of tijdens de montage gemakkelijk volgen, zodat uitlijnfouten en grote krachtwerking tussen de bewegende delen van de tandwielkast wordt vermeden.

Een ander voordeel van een reactiearm overeenkomstig de uitvinding is dat hij uit meerdere delen is samengesteld wat het transport evenals de montage ervan vergemakkelij kt.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding kan het afStandselement als een stang worden uitgevoerd die met elk van zijn beide uiteinden scharnierend is verbonden met één van de hefbomen.

Op deze wijze worden op eenvoudige wijze de uiteinden van de hefbomen tijdens hun beweging op een gelijke afstand van elkaar gehouden.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een reactiearm overeenkomstig de uitvinding is echter het voornoemde afstandselement cilindervormig uitgevoerd en is het aangebracht in een boring in de ene hefboom, terwijl de andere hefboom door middel van een as met het afstandselement is verbonden, welke as excentrisch is gepositioneerd op het verbindingselement.

Deze uitvoeringsvorm van een reactiearm overeenkomstig de uitvinding is interessant omdat op eenvoudige wijze de vereiste koppeling tussen de beide hefbomen wordt bekomen, waarbij de constructie zeer compact is.

Volgens nog een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een reactiearm overeenkomstig de uitvinding is het voornoemd verbindingselement met één uiteinde scharnierend verbonden met de betreffende hefboom en is het verbindingselementt aan het andere uiteinde voorzien van een kogelgewricht waarmee het in een steunpunt van de behuizing is bevestigd.

Het voordeel van een verbinding met een kogelgewricht ter plaatse van de steunpunten is dat hierdoor de behuizing relatief ongehinderd een beweging kan ondergaan ten opzichte van de behuizing van de windturbine in de axiale richting.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een windturbineaandrijving overeenkomstig de uitvinding beschreven, met verwijzing naar bijgaande figuren, waarin: figuur 1 een bekende windturbineaandrijving aangesloten op een rotoras weergeeft die voorzien is van een reactiearm waarop de uitvinding betrekking heeft; figuur 2 een zicht weergeeft aangegeven door II-II in figuur 1; figuur 3 schematisch een reactiearm overeenkomstig de uitvinding weergeeft, die gemonteerd is op een niet roterend gedeelte van een planetair tandwielstelsel evenals op de behuizing van een windturbine; figuur 4 dezelfde reactiearm weergeeft als deze van figuur 3 doch in een andere stand; figuur 5 in perspectief een practische uitvoeringsvoerm van een reactiearm volgens de uitvinding weergeeft gemonteerd op een ringwiel; figuur 6 een zicht weergeeft volgens de pijl F6 in figuur 5; en, figuren 7 en 8 dwarsdoorsneden weergeven respectievelijk volgens de lijnen VII-VII en VIII-VIII in figuur 6.

In figuur 1 is een bekende windturbineaandrijving 1 weergegeven waarbij een rotoras 2 door middel van twee lagers 3 ten opzichte van de behuizing van de windturbine 4 roteerbaar is ondersteund.

Op de rotoras 1 is een tandwielkast 5 gemonteerd die van het planetaire type is, waarbij, bijvoorbeeld de ingaande as 6 wordt gevormd door een planetendrager die met de rotoras 2 is verbonden en waarop planeetwielen roteerbaar op planeetassen zijn aangebracht, welke planeetwielen samenwerken, enerzijds, met een ringwiel dat vast verbonden is. met de behuizing 7 van de tandwielkast 5, en anderzijds met een zonnewiel op een uitgaande as 8.

De windturbineaandrijving 1 waarop de uitvinding betrekking heeft is van het type waarbij het gewicht van de tandwielkast 5 wordt gedragen door de rotoras 2 en dus hoofdzakelijk door de lagers 3 naar de behuizing 4 van de windturbine wordt overgedragen.

Zoals evenwel is bekend is het nodig dat de niet roterende gedeelten 7 van de tandwielkast 5 ten opzichte van de behuizing van de turbine 4 worden geblokkeerd, omdat anders de tandwielkast 5 bij rotatie van de rotoras 2 geneigd zal zijn met de rotoras 2 mee te draaien.

Hiervoor wordt gewoonlijk, zoals duidelijk wordt getoond in figuur 2, gebruik gemaakt van een reactiearm 9 die het koppel van de rotor kan overdragen naar twee steunpunten 10 op de behuizing van de windturbine 4 welke steunpunten 10 zich gewoonlijk aan weerszijden van de rotoras 2 bevinden.

Zoals in de inleiding werd uiteengezet, wordt voor de ondersteuning van de reactiearm 9 op de steunpunten 10 meestal gebruik gemaakt van min of meer elastische elementen 11, zodat een zekere afwijking van de rotoras 2 bijvoorbeeld ten gevolge van de windbelasting of tijdens de montage voor het compenseren van zekere fabricatieafwijkingen ten gevolge van de afwerkingstolleranties mogelijk worden.

Een nadeel van deze opstelling is echter dat de elastische elementen 11 toch voldoende stijf dienen te zijn om het vereiste koppel te kunnen overbrengen, waardoor onvermijdelijk ook de bewegingsvrijheid van de tandwielkast 5 ten opzichte van de behuizing van de windturbine 4 voor bewegingen die niets van doen hebben met de koppeloverdracht wordt beperkt, waardoor parasitaire krachten optreden en eventueel uitlijnfouten kunnen ontstaan.

Aan deze nadelen wordt volgens de uitvinding verholpen door een reactiearm 12 waarvan het principe is weergegeven in de figuren 3 en 4.

Zulke reactiearm 12 wordt overeenkomstig de uitvinding gevormd door twee hefbomen, meer bepaald een eerste hefboom 13 en een tweede hefboom 14, die op een zekere afstand D van elkaar elk door middel van een scharnier, respectievelijk scharnieren 15 en 16 zijn gemonteerd op het niet roterende gedeelte 7 van het planetair tandwielstelsel.

De scharnieren 15 en 16 grijpen aan tussen de uiteinden van de hefbomen 13 en 14.

Voorts zijn de hefbomen 13 en 14 elk aan één kant 17 van hun voornoemd scharnier, respectievelijk scharnier 15 en 16, scharnierend verbonden met een afStandselement 18, dat de desbetreffende scharnierpunten 19 en 20 op de hefbomen 13 en 14 op een vaste afstand van elkaar houdt.

Anderzijds zijn de hefbomen 13 en 14, elk aan de andere kant 21 van hun voornoemde scharnier, respectievelijk scharnier 15 en 16, verbonden met één van de twee steunpunten 10 op de behuizing van de windturbine 4 door middel van een verbindingselement, respectievelijk verbindingselementen 22 en 23.

In het getoonde principeschema is het afStandselement een stang die met elk van zijn beide uiteinden scharnierend is verbonden met één van de hefbomen 13 en 14.

Evenzo zijn de voornoemde verbindingselementen 23 en 24 stangen die de afstand bewaren tussen een uiteinde van een hefboom 13 of 14 en een steunpunt 10 op de behuizing van de windturbine 4.

Bij voorkeur zijn volgens de uitvinding de verschillende scharnierpunten symmetrisch opgesteld ten opzichte van het verticale vlak VV'door het centrum 24 van de rotoras 2.

Bovendien is de afstand F op de hefboom 13 tussen het scharnierpunt 15 met het niet roterende gedeelte 7 en het scharnierpunt 19 met het afStandselement 18 bij voorkeur gelijk aan de overeenkomstige afstand G op hefboom 14.

Op dezelfde manier is liefst tevens de afstand E op hefboom 13 tussen het scharnierpunt 15 met het niet roterende gedeelte 7 en het scharnierpunt met het verbindingselement 22 gelijk aan de overeenkomstige afstand H op hefboom 14.

Voorts liggen de scharnierpunten van een hefboom 13 of 14 liefst op één lijn, zodat de hoeken A en B gevormd door door de lijnen die de middelste scharnier 15 of 16 verbinden met de buitenste scharnieren liefst 180° bedragen.

Een voordeel van zulke reactiearm 12 volgens de uitvinding is dat hij toelaat dat het niet roterende gedeelte 7 van de tandwielkast 5 een zekere beweging ondergaat ten opzichte van de behuizing van de windturbine 4, bijvoorbeeld een zekere translatie in het vlak X-Z loodrecht op de rotoras 2.

Dit is geïllustreerd aan de hand van figuur 4 voor een verticale beweging volgens de richting Z van de behuizing 7 van de tandwielkast 5 ten opzichte van de steunpunten 10.

Het is duidelijk dat zulke beweging van de scharnierpunten 16 en 17 mogelijk is.

Hierbij ondergaan de hefbomen 13 en 14, evenals het afstandselement 18 en de verbindingselementen 22 en 23 een zekere rotatie.

De beweging kan gebeuren zonder grote hinder, omdat enkel de wrijving in de scharnieren dient overwonnen te worden, terwijl toch de nodige krachten naar de steunpunten 10 kunnen worden overgebracht teneinde het vereiste koppel van de behuizing 7 van de tandwielkast 5 naar de behuizing van de windturbine 4 te kunnen overbrengen.

Op dezelfde manier is tevens een beweging in de Z richting mogelijk of een gecombineerde beweging in de X en Z richting, met andere woorden volgens een willekeurige richting in het vlak X-Z loodrecht op de rotoras 2.

In de figuren 5 tot met 8 is een meer praktische uitvoeringsvorm van een reactiearm 12 volgens de uitvinding weergegeven.

Deze is gemonteerd op een niet roterend gedeelte 7 van de tandwielkast 5, welke in het getoonde voorbeeld wordt gevormd door een ringwiel 25.

Het afStandselement 17 is in deze uitvoeringsvorm speciaal omdat het cilindervormig is uitgevoerd, waarbij het is aangebracht in een boring in de ene hefboom 13 ter vorming van het scharnierpunt 19.

De andere hefboom 14 is door middel van een as met het afstandselement 17 verbonden ter vorming van het scharnierpunt 20, waarbij de as excentrisch is gepositioneerd op het afstandselement 17.

Het is duidelijk dat op deze wijze een zeer compacte constructie wordt bekomen.

Ook de verbindingselementen 22 en 23 zijn in deze uitvoeringsvorm speciaal uitgevoerd, waarbij één uiteinde scharnierend is verbonden met de betreffende hefboom, respectievelijk door middel van scharnier 26 aan hefboom 13 en door middel van scharnier 27 aan hefboom 14, en het andere uiteinde is voorzien van een kogelgewricht, respectievelijk kogelgewrichten 28 en 29, waarmee het in een steunpunt 10 van de behuizing van de windturbine 4 is afgesteund.

Met deze uitvoeringsvorm met kogelgewrichten 28 en 29 wordt bekomen dat de behuizing 7 van de tandwielkast 5 tevens een geringe axiale beweging volgens de Y richting kan ondergaan.

Uiteraard zijn vele andere uitvoeringsvormen mogelijk.

Bijvoorbeeld is het niet uitgesloten een voornoemd verbindingselement 22 of 23 te voorzien van een veer en/of een demper.

Hierdoor wordt uiteraard de torsiestijfheid van het systeem verminderd.

In een andere uitvoeringsvorm, die echter niet als ideaal wordt beschouwd, kunnen de hefbomen 13 en 14, het afstandselement 17 en de verbindingselementen 22 en 23 eventueel asymmetrisch op de behuizing 7 van de tandwielkast 5 worden aangebracht, waardoor een zekere rotatie van de tandwielkast 5 mogelijk wordt, maar wat geenszins hoeft te betekenen dat de tandwielkast 5 hierdoor een volledige rotatievrijheid bekomt en dus toch nog steeds een koppel kan overdragen naar de behuizing van de windturbine 4.

In nog een andere uitvoeringsvorm kunnen de scharnierpunten op de hefbomen 13 en 14 bijvoorbeeld niet volgens een lijn worden uitgezet, zodat de hoeken A en B geen 180 ° bedragen, bijvoorbeeld om een constructie te bekomen met beperktere dimensies.

In meer algemene termen kan de uitvinding ook als volgt worden beschreven:

Het probleem dat dient opgelost te worden door de uitvinding is als volgt.

In een typische windturbine met een 4-puntsophanging wordt de tandwielkast gemonteerd op de hoofdas. Deze opstelling vereist een reactiearm om de tandwielkast te verhinderen mee te draaien met de hoofdas. Deze reactiearm moet sterk genoeg zijn om het verschil in koppel tussen in- en uitgaande as te kunnen opvangen. (Zie figuur 1).

De positie van de reactiearm is volledig bepaald (behalve voor rotatie) door de positie van de interface tussen hoofdas en tandwielkast. Door de vervorming van de hoofdas onder invloed van de externe belastingen (windkrachten op de rotor) , en ook door de afwerkingstoleranties, zijn de afmetingen van de onderdelen 11 niet constant in de tijd (door vervormingen) en voor verschillende windturbines (afwerkingstoleranties).

Bij huidige windturbines worden de onderdelen 11 daarom vervaardigd uit een elastisch materiaal. Het elastisch materiaal moet voldoende kunnen vervormen om de maatveranderingen aan te kunnen, maar moet anderzijds stijf genoeg zijn om de (grote) reactiekrachten te kunnen weerstaan. Deze stijfheid veroorzaakt op zijn beurt dan weer parasitaire krachten als de tandwielkast gedwongen wordt om met de hoofdas mee te bewegen of gedurende de montage in de tandwielkast, als de toleranties een initiële vervorming van de onderdelen 11 noodzakelijk maken.

Een bijkomend probleem van reactiearmen voor grote (multi-megawatt) windturbines, is de grootte en het gewicht van dit onderdeel, dat ideaal uit één gegoten onderdeel bestaat.

r

Principieel werkt de uitvinding als volgt.

De reactiearm, zoals schematisch voorgesteld in de figuren 3 en 4, bestaat uit één centraal onderdeel dat aan het ringwiel en/of de behuizing van de tandwielkast bevestigd wordt om het koppel My over te brengen en twee "armen" die hieraan bevestigd worden door middel van scharnieren 15 en 16. De armen zijn centraal verbonden door een stang (17) die de bewegingen van deze beide armen koppelt. De uiteinden van deze armen worden door met de grond (het frame van de windturbine) verbonden door de stangen 22 en 23. De scharnieren hebben minstens één vrijheidsgraad, maar de scharnieren 26 tot 29 kunnen als bolgewrichten uitgevoerd worden, zodat de tandwielkast indien gewenst ook axiaal (y-richting) kan bewegen.

Deze opstelling laat translatiebewegingen (in x en z richting) van de tandwielkast toe zonder opwekken van extra reactiekrachten, behalve heel kleine reactiekrachten die ontstaan door wrijving in de scharnieren. De kinematica van dit mechanisme staat echter geen rotatie van de tandwielkast toe : punt 15 en 16 kunnen enkel parallel en in dezelfde richting over eenzelfde afstand verplaatsen. Kleine afwijkingen zijn mogelijk als de hoeken A en B geen 180° zijn en/of de afmetingen E, F, G en H asymmetrisch zijn. Ook in dit laatste geval zal slechts een (heel kleine) rotatie gebeuren die echter volledig bepaald wordt door de kinematica van het mechanisme, maar zeker geen rotatievrijheid is.

De stangen 22 en 23 kunnen ontworpen worden om een veer en/of demper te bevatten, zodat het dynamisch gedrag van het volledige systeem nauwkeurig kan bij gesteld worden. Dit zal dan uiteraard wel de torsionele stijfheid van het systeem verminderen.

De translatiebewegingen, die vrij kunnen gebeuren zullen in de praktijk klein zijn (orde millimeter), maar kunnen indien gewenst gedempt worden door toevoeging van een demper tussen de armen en de centrale plaat.

De eigenschappen van een reactiearm in overeenstemming met de uitvinding kunnen als volgt samengevat worden: • Een reactiearm of mechanisme voor een windturbine volgens figuur 3 die ervoor zorgt dat reactiekrachten veroorzaakt door het rotorkoppel naar het machineframe geleid worden en dat geen enkele bijkomende reactiekracht genereert door toedoen van structurele vervorming of relatieve verplaatsing van de rotoras ten opzichte van de bevestigingspunten van het reactiemechanisme op het machineframe van de windturbine.

• Een reactiearm of mechanisme voor een windturbine waarvan de vrijheid van translatiebeweging kan gebruikt worden om de montage te vereenvoudigen.

• Een reactiearm of mechanism voor een windturbine e waarvan de vrijheid van translatiebeweging kan gebruikt worden om maatafwijkingen door afwerkingstoleranties op te vangen.

• Een reactiearm of mechanisme voor een windturbine waarbij de reactiekrachten omgezet worden in krachten op het gedeelte ervan dat op de tandwielkast bevestigd wordt, eenvoudige buigmomenten op de bewegende armen en trek of drukkrachten op de verbindingsstangen. Dit vermindert de vervormingen van de tandwielkast en maakt het ontwerp en optimalisatie van de onderdelen eenvoudiger.

• Een reactiearm of mechanisme voor een windturbine dat naar behoefte kan ontworpen worden om axiale vrijheid van beweging toe te staan of te verhinderen, naargelang de vereisten voor de complete aandrijflijn.

• Een reactiearm of mechanisme voor een windturbine dat door zijn uitvoering toelaat de buitenafmetingen en de totale massa van de tandwielkast te reduceren door de scharnierende armen te demonteren. Hierdoor worden ten opzichte van een conventionele reactiearm uit 1 stuk minder eisen gesteld aan transport en installatie.

• Een reactiearm of mechanisme voor een windturbine dat door zijn opbouw uit verschillende kleinere elementen, en vooral door de drastische vermindering van de maximale afmetingen meer mogelijkheden bied op vlak van gietcapaciteit en machinecapaciteit.

• Een reactiearm of mechanisme voor een windturbine dat door zijn vorm en opbouw het gebruik van gewalste staalplaat en/of gesmede staalvormen mogelijk maakt. Ten opzichte van de klassieke gietijzers en hun nabehandelingen beschikken deze materialen en nabehandelingen over betere en meer constante en materiaaleigenschappen waardoor een meer optimaal en/of goedkoper ontwerp mogelijk wordt. De afhankelijkheid van de beschikbare gietcapaciteit voor grote onderdelen wordt hierdoor nogmaals gereduceerd.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm van een reactiearm overeenkomstig de uitvinding, doch dergelijke reactiearm kan op allerlei andere manieren worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (19)

1. Reactiearm (12) voor een windturbineaandrijving (1) die. bestaat uit een rotoras (2) die door middel van minstens twee lagers (3) gelagerd is op de behuizing van de windturbine (4), waarbij op de rotoras (2) een tandwielkast (5) is gemonteerd met een planetair tandwielstelsel waarvan het niet roterende gedeelte (7) via de voornoemde reactiearm (12) een koppel kan overdragen naar twee steunpunten (10) op de behuizing van de windturbine (4) die zich aan weerszijden van de rotoras (2) bevinden, daardoor gekenmerkt dat de reactiearm (12) wordt gevormd door twee hefbomen (13.14) die op een zekere afstand (D) van elkaar elk door middel van een scharnier (15,16) dat aangrijpt tussen de uiteinden van de hefboom (13,14), zijn gemonteerd op het niet roterende gedeelte (7) van het planetair tandwielstelsel, waarbij de hefbomen (13.14) , enerzijds, elk aan één kant (17) van het vóornoemde scharnier (15,16) scharnierend zijn verbonden met een afStandselement (18), dat de desbetreffende scharnierpunten (19,20) op de hefbomen (13.14) op een vaste afstand van elkaar houdt, en, anderzijds, elk aan de andere kant (21) van het voornoemde scharnier (15,16) zijn verbonden met één van de voornoemde twee steunpunten (10) op de behuizing van de windturbine (4) door middel van een verbindingselement (22,23).

2. Reactiearm volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde afStandselement (18) cilindervormig is uitgevoerd en is aangebracht in een boring in de ene hefboom (13), terwijl de andere hefboom (14) door middel van een as met het af Standselement (18) is verbonden, welke as excentrisch is gepositioneerd op het afStandselement (18).

3. Reactiearm (12) volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het afStandselement (18) een stang is die met elk van beide uiteinden scharnierend is verbonden met één van de hefbomen (13,14).

4. Reactiearm (12) volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het voornoemd verbindingselement (22,23) met één uiteinde scharnierend is verbonden met de betreffende hefboom (13,14) en aan het andere uiteinde is voorzien van een kogelgewricht (28,29) waarmee het in een steunpunt (10) van de behuizing van de windturbine (10) is bevestigd.

5. Reactiearm (12) volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat een voornoemd verbindingselement (22,23) een stang is die de afstand bewaart tussen een uiteinde van een hefboom (13,14) en een steunpunt (10) op de behuizing van de windturbine (4).

6. Reactiearm (12) volgens één van de conclusies 1 tot en met 4, daardoor gekenmerkt dat een voornoemd verbindingselement (22,23) voorzien is van een veer en/of een demper.

7. Reactiearm (12) volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de verschillende scharnierpunten symmetrisch zijn opgesteld ten opzichte van het verticale vlak (W' ) door het centrum (24) van de rotoras (2).

8. Reactiearm (12) volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de afstand (F,G) op een hefboom (13,14) tussen het scharnierpunt (15.16) met het niet roterende gedeelte (7) en het scharnierpunt (19,20) met het afStandselement (18) op beide hefbomen (13,14) hetzelfde is.

9. Reactiearm (12) volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de afstand (E,H) op een hefboom (13,14) tussen het scharnierpunt (15.16) met het niet roterende gedeelte (7) en het scharnierpunt (26,27) met het verbindingselement (22,23) op beide hefbomen (13,14) hetzelfde is.

10. Reactiearm (12) volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de scharnierpunten (26,15,19,27,16,20) op een hefboom (13,14) op één lijn liggen.

11. Reactiearm (12) volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het niet roterende gedeelte (7) van het planetair tandwielstelsel het ringwiel (25) is of een met het ringwiel (25) vast verbonden onderdeel.

12. Reactiearm (12) volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat die ervoor zorgt dat reactiekrachten veroorzaakt door het rotorkoppel naar het machineframe geleid worden en dat geen enkele bijkomende reactiekracht genereert door toedoen van structurele vervorming of relatieve verplaatsing van de rotoras (2) ten opzichte van de bevestigingspunten (10) van het reactiemechanisme op het machineframe van de windturbine (4).

13. Een reactiearm (12) voor een windturbine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de vrijheid van translatiebeweging ervan kan gebruikt worden om de montage te vereenvoudigen.

14. Een reactiearm (12) voor een windturbine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de vrijheid van translatiebeweging ervan kan gebruikt worden om maatafwijkingen door afwerkingstoleranties op te vangen.

15. Een reactiearm (12) voor een windturbine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de reactiekrachten erbij worden omgezet in krachten op het gedeelte ervan dat op de tandwielkast (5) bevestigd wordt, meer bepaald in eenvoudige buigmomenten op de bewegende armen en trek of drukkrachten op de verbindingsstangen, waardoor de vervormingen van de tandwielkast worden verminderd en het ontwerp en de optimalisatie van de onderdelen wordt vereenvoudigd.

16. Een reactiearm (12) voor een windturbine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt die naar behoefte kan ontworpen worden om een axiale vrijheid van beweging toe te staan of te verhinderen, naargelang de vereisten voor de complete aandrijflijn.

17. Een reactiearm (12) voor een windturbine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zijn uitvoering toelaat de buitenafmetingen en de totale massa van de tandwielkast te reduceren door de scharnierende armen te demonteren, waardoorworden ten opzichte van een conventionele reactiearm uit één stuk minder eisen worden gesteld aan transport en installatie.

18. Een reactiearm (12) voor een windturbine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat door zijn opbouw uit verschillende kleinere elementen, en vooral door de drastische vermindering van de maximale afmetingen meer mogelijkheden worden geboden op vlak van gietcapaciteit en machinecapaciteit.

19. Een reactiearm (12) voor een windturbine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat door zijn vorm en opbouw het gebruik van gewalste staalplaat en/of gesmede staalvormen mogelijk wordt gemaakt, waarbij deze materialen en nabehandelingen over betere en meer constante materiaaleigenschappen beschikken ten opzichte van de klassieke gietijzers en hun nabehandelingen, waardoor een meer optimaal en/of goedkoper ontwerp mogelijk wordt en waardoor de afhankelijkheid van de beschikbare gietcapaciteit voor grote onderdelen nogmaals wordt gereduceerd.