CN102282363A - 风力发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力发电设备，该风力发电设备具有：转子，所述转子能绕大致指向风向的轴线转动地被支承；至少两个环形的、彼此同中心的元件，用以连接到风力发电设备的能彼此相对扭转的设备部件上，其中一个元件具有用来连接到风力发电设备的转子上或者连接到与转子相联接的传动装置的从动轴上的机构；至少一个具有飞轮特征的元件布置在两个连接元件之间，并且与该连接元件一起形成飞轮，其中，至少一个连接元件具备至少一个加工出来的滚道，以用于一列在该滚道上滚动的滚动体。

Description

风力发电设备
技术领域
本发明涉及一种风力发电设备，该风力发电设备具有：转子，该转子能绕大致指向风向的轴线转动地被支承；至少两个环形的、彼此同中心的元件，用以连接到风力发电设备的能彼此相对扭转的设备部件上，其中一个所述元件具有用来连接到风力发电设备的转子上的或连接到与转子联接的传动装置的从动轴上或者连接到与转子联接的联接件上的机构。
背景技术
风力发电设备大多遭受非常不规律的风况，因此经受强烈的负荷加载变动，由此，在转子和接在其后面的部件(特别是传动装置和发电机)中引起特别高的负荷加载变换次数。这类持续变换的负荷加载不利地影响到相关部件的疲劳强度。
因此，已经尝试：在风轮的轮毂与接在后面的元件之间装入弹性的联接件，该联接件允许在两个互相联接的元件之间有一定的相对扭转角。如果达到最大的相对扭转角，继续的转速波动被不经改变地继续达到接在后面的元件，从而依照这种方式可实现的缓冲大大受限。此外，在这种情况下，在传动装置内部产生显著的加速和减速。这对于传动装置而言表现为变换的负荷加载，这种变换的负荷加载特别地表现在所参与的传动装置齿的齿根和齿面区域内的变换负荷。而与临界负荷(Schwellast)相比，这种变换负荷更加不好地影响到啮合部和其他部件的寿命。
发明内容
由所介绍的现有技术的缺点产生了引出本发明的问题，依据类属的风力发电设备以如下方式被加以改进，即，提高转子、传动装置和/或发电机的部件的疲劳强度。
这个问题的解决方案通过至少一个具有飞轮特征的元件来实现，该元件布置在两个连接元件之间，并且与这两个连接元件一起形成飞轮，其中，至少一个连接元件具备至少一个已加工好的滚道，以用于一列在该滚道上滚动的滚动体。
在此，飞轮以如下方式构造，即，该飞轮将由风轮或者转子叶片产生的、在风轮的轮毂上的沿常见转动方向的转矩构成转动联锁(Drehschluβ)。该由风引起的、起驱动作用的转矩传递到接在后面的部件，优选地传递到传动装置和/或者发电机上，与之相对照地，在无转矩和/或者完全在转矩起制动作用的情况下，转入空转状态，其中，接在后面的部件未被风轮减速，而能由于其惯性继续维持其转速，或者在转速方面与例如由强逆风制动的风轮相比，能更加缓慢地下降。如果风速又升高，并且由此风轮又加速，于是，空转在转速同步的情况下又转入转动联锁，并且风轮又带动所连接的部件，即，传动装置和/或发电机，也就供应能量了。由此实现了负荷幅度显著减小，并且在构件设计此外相同的情况下，实现了旋转部件寿命的延长。
证明是有利的是，飞轮的第二个环具有连接到发电机上或者连接到前置于发电机的传动装置或传动装置元件上的机构。由此，实现了以下的可行性，即，在运行时，将风能通过转动联锁传递到传动装置上，并且最终传递到发电机上。
在本发明范围内的是，飞轮具有一个或者优选地多个滚子或者夹紧体，这些滚子或者夹紧体分别视转动方向而定地夹紧在两个环之间或者从其中松开。在此，滚子或者其他夹紧体在两个环形的连接元件之间的缝隙内部获得很小的相对位移。在此，所述滚子或者其他夹紧体能够在两个(端部)位置之间移动，其中，一个(端部)位置相应于空转状态，并且另外一个(端部)位置相应于抗相对扭转的联接的状态。这一点能特别地通过以下方式实现，即，由夹紧元件处得到的两个(端部)位置之间的缝隙宽度(稍微地)改变，具体而言，从空转状态下的相关缝隙宽度的数值(比相关夹紧体的延伸—特别是厚度稍大)到抗相对扭转状态下的相关缝隙宽度的数值(比相关夹紧体的延伸—特别是厚度稍小)。
本发明作如下改进，即，两个环中的至少一个具有如下推动面，该推动面与相关点上的切线围成角度，并且由此以如下方式倾斜地分布，即，由该推动面界定的缝隙相对于另外一个环在各自相同的转动方向上变细，优选地沿一斜坡变细。优选的是，在两个这样的斜坡之间分别存在从斜坡的加宽的缝隙宽度至相邻斜坡的变细的缝隙宽度的突然的过渡部。在俯视图中，这样的突然的过渡部产生了在径向上突出的尖端。如果这些尖端从轮毂侧的连接元件指向发电机侧的连接元件的话，则缝隙的逐渐变细的区域逆着风轮的常见转动方向，分别在空间上相对于推动面的沿着平面式斜坡逐渐加宽的用于自有的夹紧体的缝隙区域向后错开而置。与之相对照地，如果这些尖端从发电机侧的连接元件指向轮毂侧的连接元件，则缝隙的逐渐加宽的区域逆着风轮的常见转动方向，分别在空间上相对于推动面的沿着平面式斜坡逐渐变细的用于自有的夹紧体的缝隙区域向后错开而置。
本发明推荐的是，推动面构造为扇段，并且在相关环的周向上彼此挨着排列，并且优选彼此相碰触。由此，在应用唯一一种具备推动面连续分布的扇段的情况下，制造出复杂的环几何形状。
另一方面，推动面同样可以布置在间隔元件上，该间隔元件分别处于相邻的夹紧体之间。同样地，借助这样的间隔元件，也能在夹紧体的区域内实现变细部，该变细部促成依赖于转动方向的夹紧。
另外其他的实施方式设置为，推动面布置在一个或者多个保持架扇段上，该扇段将各相邻的夹紧体彼此分开。由此，多个推动面统一为一个共同的部件，该部件例如可以通过冲裁来制造。
夹紧体可以构造成在每个环的滚道内滚动的滚动体，其中，设有各一个推动面的间隔元件和/或者具有推动面的保持架扇段在滚道的优选为槽形的凹陷部内引导。在这类的凹陷部内，保持架扇段得到侧向引导，该侧向引导不依赖于该保持架的位置地保证其平行于转动系统的底部平面的取向。
更多的优点通过至少一个连接元件内的可封闭的凹部来获得，该凹部用来填入夹紧体和/或者滚动体，以及必要时还有间隔元件。由此实现了以下的可行性，即，在将两个环形的连接元件进行精确的相对取向后，之后装入夹紧体或者夹紧滚子，从而在设计滚道时，在系统的安装性方面不用留意局限。在以夹紧体、夹紧滚子(必要时还有间隔元件)完全装备好飞轮后，一个或多个填入凹部通过能拧入的或者另外能施加的塞子加以封闭。
飞轮也能以可电切换的方式来构造，其中，转动联锁状态与空转状态之间的转换依赖于两个环之间的相对转动方向来进行。在此，特别获得以下的可行性，即，转动系统的环形部件的通过由磁力产生的在轴向上的相对移动使两个环形的连接元件置于形状联锁或者摩擦联锁，在反向地相对移动的情况下，这种形状联锁连接或者摩擦联锁连接就会相对照地松开。也可以考虑如下的类似于发动机的系统，其中，飞轮的两个连接元件中的一个上的可激活的电磁体与另外一个连接元件上的(永久)磁体实行磁体联锁，而该磁体联锁在停用状态下被解除。
另外，两个环之间的缝隙内应布置有至少一列环绕式的滚动体。这些环绕式的滚动体对两个特意为此设置的滚道彼此相对进行支撑，并且进而有助于保持两个连接元件始终同轴地彼此相对取向，由此，保护夹紧体免受损害。
优选的是，在一个或多个飞轮元件的两侧分别布置一列环绕式的滚动体。凭借这种布置，能实现两个连接元件的最佳的支撑方案。
飞轮的两个环之间的缝隙内的至少一列滚动体能被构造为球。球在具有凹形截面的滚道内得到侧面保持，并且因此特别地还能够以理想的方式抵抗轴向力和倾斜力矩。
此外，根据本发明设置为，飞轮的一个或优选为两个环具有至少各一个平坦面，用以连接到旋转的机器元件上。该平面有助于摩擦联锁地贴靠在机器部件或者机器元件上。在第一个实施方式中，这两个连接平面分别指向同样的方向，即，关于垂直的转动轴线分别朝上指向或者分别朝下指向。在另一实施方式中，这两个连接平面指向相反的方向，即，一个指向上方，另外一个指向下方。
本发明作如下改进，即，一个或多个连接面各具有多个呈圈环状布置的孔，用以使固定螺栓或者固定销拧入或贯穿。这些孔适于产生连接平面与各自邻接的机器部件的摩擦联锁所需的法向力。
本发明的长处还在于另一个、环形的、与两个第一连接元件同中心的连接元件。该第三连接元件能相对于另外两个连接元件扭转，并且出于这个原因用于使得支承在风力发电设备的固定机架，特别是其安放台面(Gondel)上。由此，转子轴精确地在相关的轴向点上(飞轮位于该轴向点上)得到支撑，从而在转子轴的该部位上即便在设备振动的情况下也绝不可能构造出转子轴的振动波腹(Schwingungsbauch)，而始终构造出振动节点(Schwingungsknoten)。由此，连接到所述轴向点的飞轮在风力发电机振动的情况下受到最佳保护而免受损害，这对于相关部件的最大寿命是有利的。
本发明推荐，在第三连接元件与两个第一连接元件中的一个之间的缝隙区域内，在每个所述元件上设置有至少一个使一列滚动体在其上滚动的滚道，所述滚动体与相关的连接元件一起形成支承件。由此，获得具有极其小的摩擦损耗的滚动支承件，这对于风力发电设备特别重要，以产生最大的效率，而同时能吸收最大的径向力，从而有效地避免轮毂轴在径向上的振动。
如本发明另外设置的那样，当支承件的滚动体构造为滚子时，则支承件的承力能力是最大的。因为在这样的滚动体中，不像例如球形的滚动体的情况那样在滚动体与相关的滚道之间给出类似点形状的接触，而是线形接触，随之结果是明显减小的单位面积压力
Figure BPA00001405932000061
在本发明的范围内，支承件的连接元件，即第三连接元件或者与其直接相邻的元件具有圆环绕式的、在径向上突出的轴环，该轴环由支承件的其他连接元件内的槽在存有间距的情况下加以包围。由此，在参与的连接元件之间的缝隙在横向于相关连接环的截面上具有很大的鼓起部，该鼓起部特别适于这些环之间传递轴向力。
在理想状态下，支承件的两个连接元件中的一个上的圆环绕式的轴环具备大致为矩形的截面，其中，各有一列滚动体在圆环绕式的轴环的所有三个自由平面上滚动，即，在其上侧、底侧以及端侧上滚动。在此，轴环上侧和底侧上的各一列滚动体能分别在一个方向上传递轴向的压力(即，例如从上方指向下方的力或者在相反的方向上从下方指向上方的力)以及必要时还有倾斜力矩，而在端侧区域内滚动的滚动体用于传递径向力。在此，滚子形的滚动体、滚针形的滚动体或者滚筒形的滚动体提供了最佳的承力能力。
另外，在两个连接元件之间，特别是支承件的两个连接元件之间，布置有优选可切换的制动器。通过此制动器产生以下的可行性，即，例如为了在转子叶片上做修理或者维护工作，使风力发电设备的转子轴相对于风力设备的机架或者安放台面(gondel)停转。
在本发明构思的继续跟进方案中能设置为，在连接元件上，特别是在支承件的连接元件上，设置有圆环绕式的、优选在径向上突出的轴环，该轴环的侧壁适于安置制动颚板。这个结构大致相应于盘式制动器。
该系统由至少一对彼此在轴向上相对置的制动颚板加以补充，该制动颚板在两侧包围圆环绕式的轴环。通过这些制动颚板彼此相对放置时，通过该制动颚板在制动器被操作时，将相反的轴向力施加到相邻连接元件的圆环绕式的轴环上，从而使滚动支承件即便在制动的情况下也尽可能继续保持不受轴向力。
为了操作制动器，一对的两个制动颚板应该在轴向方向上可相对彼此移调。因为两个连接元件以及所述连接元件的由制动颚板在两侧包围的轴环通过支承件的滚动体以在轴向方向上不可推移的方式被引导，为了对制动器通风，两个制动颚板必须从轴环上拆去，并且反过来，在操作制动器时，两个制动颚板必须移调到该轴环上。
最后，以下内容相应于本发明的教导，即，一对的两个制动颚板能被液压地移调。通过液压回路中的压力补偿而确保的是，即，两个制动颚板始终以相同的力施加在被包围轴环的彼此相对而置的区域内，并且因而解除了两个轴向力。
附图说明
基于本发明的其他特征、细节、优点和效果由对本发明优选的实施方式的下列介绍以及结合示图获得。在示图中：
图1以组装在一起的环的横向剖切图示出本发明的第一实施方式，部分被打断；
图2示出剖开的图1中的系统的透视图，同样被打断，其中，去掉了最外环的一部分，以便使飞轮的夹紧体露出可见；
图3示出以剖切的而且彼此相对扭转的环的透视图示出本发明的第二实施方式，同样部分被打断；
图4示出图3中的系统的截面图，再次被打断；
图5以剖切的环的透视图示出本发明的再次改动的实施方式，同样被打断，其中，去掉了最外环的一部分，以便使飞轮的夹紧体露出可见；
图6示出图5中的系统的截面图，同样被打断；
图7示出根据本发明的另外一个别的实施方式的飞轮的剖切的环的透视图，再一次中断，连同一些嵌入其中的夹紧滚子以及承载保持架扇段的推动面；
图8以相应于图7的图示示出根据本发明的另一个经改动的实施方式的飞轮环，连同一些嵌入其中的球形的夹紧体、一些分别承载推动面的间隔元件；
图9示出在移除球形的夹紧体之后，图8中的飞轮环，以及示出承载推动面的间隔元件；
图10以透视图示出具有用于夹紧体的推动面的间隔元件；以及
图11示出带有各一个嵌入其中的夹紧体的、依据图10的间隔元件的侧视图。
具体实施方式
在图1中，示例性地对于本发明示出风力发电设备的转子所用的滚动轴承1的环的剖面图，该风力发电设备的风轮具有大约指向风向的转动轴线。所述滚动轴承1能作为风力发电设备的主轴承使用，该滚动轴承1还承载了转子轮毂；特别是在风力发电设备未被驱动时，该轴承1还能用作引导转子轴的轴承，或者该轴承1连接到从风轮到发电机的传动系的传动装置或联接件的联锁件(Anschluβ)—特别是输出端上
所述轴承1包括三个各自能相对扭转的环2、3、4。在图1中的示例中，内环2固定在机器壳体的机架上，中间的环3连接到转子轮毂或者转子轴或者连接到传动装置或联接件的输出端上，并且外面的环4连接在发电机的转子上或者连接在前置于发电机的传动装置元件上。
为了上述目标，每个环2、3、4分别具备至少一个与环平面相平行的平面式连接面5、6、7，以及具有用来固定在相应设备部件上的固定机构8、9、10。所述固定机构8、9、10优选以分别绕着轴承1的转动轴线分布的方式来布置，特别是等距分布地布置。固定机构例如是指具有平行于轴承1的转动轴线的纵向轴线的贯通孔或者盲孔。特别地，盲孔能设置为固定螺栓、固定销等的拧入而设有内螺纹。优选的是，孔8、9、10分别在连接面5、6、7内通出。
在一侧的中间环3和内环2与另一侧的外环4之间分别存在缝隙11、12，该缝隙11、12实现了环2、3、4轻易可行的彼此相对扭转性。为了使环2、3、4能彼此挨着被相对扭转地引导，在缝隙11、12的区域内，分别存在具有至少分区域旋转对称的表面的滚动体。
在此，中间环通过一列或者在这里的示例中为多列滚动体13、14、15而在径向内置的环2上引导。在此情况下，在这里的示例中指的是3列滚子13、14、15。滚子13、14、15的滚道在一侧处于内环2的径向外置的壳面16上，在另一侧处于中间环的径向内置的壳面17上。为了构造所述的滚道，在两个壳面16、17的其中一个上，优选为在中间环13的内壳面17上设置圆环绕式的轴环18。该轴环18延伸进入各另外的环2、3(优选为内环2)的壳面17、16中的环绕式的、槽形的凹陷部19内。
在轴环18的自由端侧20与槽19的底部21之间，存在一列依照径向轴承类型的、具有与轴承1转动轴线平行的旋转轴线的滚子13；该滚子例如能在轴承保持架22中被引导。各另一列滚子14、15分别处于轴环18的上方或者下方，其中，滚子14、15的旋转轴线根据轴向轴承的类型，分别在径向上与轴承1的转动轴线相关地定向。这些滚子14、15也能在各一个保持架23、24中引导。由转子轮毂导向中间环3上的压力通过滚子15的下部列传递到内环2上，而在相反指向的拉力的情况下，这由滚子14的上部列来承受；相对照地，滚子13的中间列传递轴向力。优选的是，将用于滚子13、14、15的滚道直接加工到相关的环2、3中，优选通过对相应表面的精密加工来进行，特别是对一侧的轴环18的平面，和另一侧的槽19的平面进行精密加工。
为了能完全装配这样的具有两个环2、3(其中一个具有嵌入到另外一个的槽19内的轴环18)的滚动轴承1，具有槽19的环2、3(这里指径向内置的环2)被划分为两个彼此相叠而置的环25、26。在此，这种划分也将槽19分为下部和上部，从而在装配分环25、26之前还不存在槽19，而只有两个凹进部，这两个凹进部在另外一个环2、3(这里指中环3)的轴环18被置入该凹进部中之后才被组装起来。
此外，凭借这种构造还能接受倾斜力矩，此倾斜力矩例如在不同的风况下，可能出现在不同的转子叶片上。由此，转子轮毂被最佳地支承在机器壳体的机架上。
对照于传统的风力发电设备，发电机的转子却没有与转子轮毂或者后置于转子的传动装置刚性连接，而是通过飞轮27与转子轮毂或者后置于转子的传动装置相联接上。该飞轮处于中间环3与外环4之间，特别处在这两个环3、4之间缝隙12的区域内。
附加地，在这两个环3、4之间的能扭转的引导通过一列或者多列滚动体来确保。在当前情况中指的是两列滚动体，特别是球28、29。这些滚动体28、29布置在中间环3与外环4之间的缝隙12内，并且能分别通过轴承保持架30、31保持在等距的位置上。这些优选为球形的滚动体28、29所用的滚道直接加工到相关的环3、4中，优选通过对相关的平面的精密加工来进行，特别时对在一侧的中间环3的壳面32以及在另一侧的外环4的在径向内置的壳面33进行精密加工。
本来的飞轮27在轴向上处于两个滚动体列28、29之间。该飞轮27在壳面32、33的之一上包含多个大致呈楔形的变细元件34，该变细元件34界定了缝隙12。该变细元件34总体上有以下任务，即，缝隙12的截面，特别是缝隙在径向方向上的厚度不是恒定的，而是呈锯齿形变化的。该变细元件34优选地成型在相关的环3、4上，例如通过在同样的环3、4上相应的铣削或者铣去而构成在缝隙12的区域内。变细元件34合并起来优先地沿着整个缝隙外周延伸，并且分别具有大致相同的截面和大致相同的间隔。另外，所述变细元件34全部朝向相同的转动方向布置，也就是说，朝向一确定的转动方向布置，所有的变细元件34的平端部分别朝前布置，而所述变细元件34各另外的加厚的端部分别在这个转动方向上朝后布置。相同的变细元件34的平面式端部与加厚的端部之间的间距a1大致相应于其在转动支承件1的轴向方向上的高度h，优选地处于该高度h的一半与双倍之间：0.5*h≤a1≤2*h。变细元件34的加厚的端部可以直接邻接的相邻变细元件34的平面式端部，或者距该平面式具有间距a2，其中，优选地适用：a2≤a1，特别是：a2≤0.5*a1。
变细元件的所述加厚的端部将飞轮27的区域内的缝隙12划分为大量的室35，然而这些室彼此之间连接，这是因为变细元件34的最大的径向延伸r自身在其加厚的端部的区域内不相应于缝隙12的厚度d，而是比缝隙12的厚度d要小：r≤d，特别地：r≤0.5*d。
在这些室35中的每一个内，都存在各一个夹紧体(优选地夹紧滚子36)，特别的是，该夹紧滚子36具有与轴承1的转动轴线平行的旋转轴线。这些夹紧滚子36的直径D在夹紧滚子36的高度上与缝隙12的厚度d1相等，或者优选地比该厚度d1小；但是，直径D不允许小于缝隙12的厚度d1减去变细元件34的最大径向延伸r的值：(d1-r)≤D≤d1，优选地(d1-r)＜D＜d1。由此可以确保，夹紧滚子36能在室35的很宽的端部上，即，变细元件34的平端部的区域内，在两个环3、4之间滚动，并且最终能滑脱出来，而夹紧滚子36在相关的室35的狭窄的端部-即，相关的变细元件34的厚端部处被卡紧。
视两个环3、4彼此相对的相对转动方向而定，夹紧滚子36-由于朝向其室35的宽的端部或者狭窄的端部的(滚动)摩擦而运动，并且通过夹紧滚子36在那里的状态—滑脱或者卡紧，来确定飞轮的切换状态，该飞轮允许两个环3、4之间朝一个方向的相对扭转(空转)，相对照地，在相反的转动方向上则起阻碍作用(连锁(Sperre)、力矩传递)。在此，飞轮的转动方向具有以下特征，即，具有变细元件34的环3、4相对于另外的环4、3在以下方向上转动，即，室35的宽的端面各自处于狭窄的室端面的后面。
恰在飞轮转动方向上，在发电机侧所联接的(外)环4比与风轮的轮毂联接的(中间)环3旋转得更快。也就是说，发电机的转子例如基于其惯性而能比例如被逆风短暂地减速的风轮更快地旋转。在这种风况下，由于飞轮27发电机即刻与风轮脱开联接，并且因此例如能以几乎恒定的转速继续旋转，并且当风的强度在驱动的转动方向上再次增加并且风轮因此再次更快地旋转时，风轮才立即与和发电机相联接，并且开始继续向发电机中输入风能。
通过对室35在上方和下方加以界定，将夹紧体36在变细体34的高度上在轴向上加以引导。这个通过以下方式实现，即，缝隙12在容纳夹紧体36的室35的上方和下方在其厚度方面明显地变细至缝隙厚度d2，该厚度d2比最大的室宽d1小很多：d2＜d1，但是也小于夹紧体36的直径D：d2＜D，特别地：d2＜D/2；由此每个室35得到用来容纳夹紧体36的径向加宽部或者“兜部”。
因为变细体34的面向缝隙12的平面侧相对于轴承1的转动轴线不具有恒定的间距，即，不是在切向上，而是沿着割线分布，这个表面区域不是通过车削加工，而是必须例如加以铣削。为了能使这更方便地制备，外环4划分为37、38、39三个分环，其中，上部的分环37和下部的分环39分别具有滚动体列28、29所用的滚道，而处于37与39之间的分环38被相应于变细体34的锯齿形分布地铣出。
为了能精确并且尽可能无余隙地彼此重叠地安置这三个分环37、38、39，在交界面或者碰触面40的区域内设置各一个平台部，该平台部在装配时使得准确地对中心。该平台部在截面上可以具有直角的边沿，即，具有(空心的)圆柱壳形的部段；在平台部的区域内，也能取而代之设置为锥形面，该锥形面在彼此贴合时首先还容许一定程度的无余隙性，然后在共同推移时，所述余隙空间不断地变窄，理想状态下直到缝隙为零。
当两个环3、4共同构成飞轮27时，环2、3只是根据转动支承件41的类型彼此联接。一般情况下，飞轮27的两个环3、4应该被标记为第一个环4和第二个环3，而转动支承件41的两个环应该被标记为第二个环3和第三个环2。在此，第二个环3一方面通过飞轮27与第一个环4联接，并且另一方面通过转动支承件41与第三个环2联接。一般情况下，第二个环3连接到风力发电设备的转子轮毂上，而第一个环4与风力发电设备的发电机转动联锁地联接，并且第三个环2为了支撑另外两个环，而锚定在风力发电设备的机器壳体的机架上。但在个别情况下，转动支承件也可以布置在第一个环4与第三个环2之间，从而主要是发电机侧的连接元件4被以支承技术支撑在机器壳体上，并且与转子轴相联的连接元件3在其那方面支撑在发电机侧的连接元件4上。
图3和4示出了与上述实施方式相比经改动的按照本发明的轴承1’的实施方式。在此情况下，设置了几何上与轴承1的内环2精确相应的内环42时，在该内环42上引导的环43与实施方式1中的中间环2相比，在轴向上延长，大约延长至内环42的双倍高度上。另一个环44与轴承1的外环4相类似地可扭转地在环43上引导；但是，该另外的环44并不处于环43的外侧上，而是安装在环43的内侧上，在轴向上与环42相错开地存在，特别地朝上错开。该实施方式1’的其他的特别之处在于，该另外的环44只划分为两个分环45、46，其中，分环45特别地依照径向轴承的类型具有滚动体列47所用的滚道，而在另外一个分环46上，成型有锯齿形的变细体48，特别是通过铣削加工出最初为旋转对称的坯件来制造。在这种情况下，用来容纳各一个飞轮-夹紧体50的兜部49由飞轮-分环的凹进部来形成，该兜部49具有在轴向上包围飞轮-夹紧体50的侧壁51。
依照图5和图6的实施方式1”在其上部几乎与图1和图2中的轴承1一致，并且如轴承1那样包含内环52、中间环53和外环54，其中，内环52和外环54分别可扭转地在中间环53上引导，并且在中间环53与外环54之间的缝隙55的区域内设置有飞轮56。
但特别之处在于，在实施方式1”中，中间环53和外环54分别在相同的轴线方向上延长，在图中分别向下延长，例如，通过各一个加工有凸缘的附加环57、58来延长。
所述附加环57、58用作制动器，借助于该制动器，优选联接到转子轮毂上的中间环53能被优选地固定在机器壳体的机架上的外环54加以制动或者完全停住。
为此目的，在两个附加环57、58中的一个上(图中为中间环53的附加环57上)成型有环绕式的、面向另外的附加环58的制动盘59，该制动盘59呈在径向方向上突出的轴环的形式。相对而置的附加环58在截面上按照“C”的类型构造有面向制动盘59的槽60，制动盘59嵌入在该槽60内。
朝向制动盘59的两侧，即，在制动盘59的上侧壁和下侧壁，分别设置有制动颚板，具体而言，分别成对地、彼此与轴承1”的转动轴线平行地对准地相对置。优选地，具有多个此类的制动颚板对61、62(特别是等距地)分布在外周。制动颚板61、62构造为例如在气缸套中轴向上可移调的活塞，该活塞在其背侧上能被施以制动液，例如液压油等，从而活塞紧贴到制动盘59的相关壳面上，用以制动制动盘以及由此制动中间环53的附加环57；并且由此，例如风轮的转子轮毂减缓或者完全停住。当这些优选能液压操作的制动颚板61、62在固定于机器壳体机架上的附加环58内引导时，该制动颚板61、62不与转子轮毂一起转动，从而能方便地铺设液压管路。
在图7中示出了经修改的飞轮63的一部分。该飞轮13与前面介绍的有以下区别，即，在这里，变细体64未成型在相关的环65上，而是类似于滚动体列的保持架那样布置在自己的箍圈66上。该箍圈66能在缝隙68的区域内的、特别是在截面上呈兜状的凹陷部的区域内的槽状的凹陷部67内引导，用来接纳例如构造为滚子的夹紧体70。在箍圈66上等距地分别成型有接片71，该接片71分别与兜状凹陷部69的上侧壁和下侧壁一起限定了用来接纳夹紧体70的室。所述接片71能例如分别在俯视图上具有成梯形的包络线。在两个这样的、相邻的接片71之间，箍圈的厚度不是恒定的，而是连续地从两个接片71中的一个到相邻的一个变细，具体而言，在所有的室内朝向相同的转动方向变细。箍圈的厚度略微改变的平面式区域72用作对于夹紧体70的推动面：在箍圈66的平面式区域72内的变细的部位上，室增大；在这里，夹紧体70能在飞轮的两个环65之间滑脱，而夹紧体70卡紧在平面式区域72内加厚的部位(室变窄的地方)上。因为夹紧体70同时将箍圈66紧密地压向槽67的底部，所以，在箍圈66与相关环65之间还进行摩擦联锁的止动，此时，飞轮63处于连锁状态，并且从空转至连锁状态的装换相应依赖于飞轮63的相关环65的相对转动方向来进行。
最后，在图8至11中反映出另一个飞轮73的元件。在这个系统中，变细元件74既没有与飞轮73的相关环75联接，也没有布置在共同的箍圈上，而是各个部件按照间隔体的类型处于滚动轴承的滚动体之间。
每个变细元件都具有基座76，该基座76在缝隙78内的—特别是缝隙78内的用来接纳例如构造为球的夹紧体80的在截面上凹进去的拱形加宽部79的区域内的环绕式的、槽形的凹陷部77内引导。基座76具有与槽状凹陷部77的底部上的当在飞轮73的径向内置的环75的外侧上引导时凹着的拱起部互补的、在这里的情况下轻微凹着拱起的底侧81。
与所述底侧81相对置地，每个变细元件74具有划分为两部段的上侧：在上侧的一个末端上得到很陡地从底侧81上伸出的接片82，如图中所示，该接片82能从其自由端侧83出来而设有切槽84，从而获得两个相比较而言具有很大弹性的弹簧舌片。在其余的区域85内，变细元件74的上侧相对平坦，但是具有连续变化的厚度：优选地，平面式区域85的厚度从接片82到变细元件74的相对的末端逐渐变小。在该平面式区域的末端上，夹紧体80具备足够的空位，并且因此实现了飞轮73的环75的彼此相对地自由扭转。在从平面式区域85到接片82的过渡部附近，相关的室的剩下的净截面却很小，以致于在那里，夹紧体80在推动面与飞轮73的相对置环之间卡住，并且飞轮73由此转入连锁状态，在该连锁状态下，驱动能量可以从风轮传递至发电机上。
为了即便在安装飞轮73之后还能装入和替换例如呈球形的夹紧体80和变细体74，在缝隙78的截面加宽部79的区域内设置一个或者多个开口86，所述开口86的直径允许夹紧体80或者变细体74推移穿过。所述一个或多个开口在用夹紧体80和变细体74完全地充满飞轮72后被封闭，例如，使用图中没有示出的塞子。该塞子可以例如具有螺纹，该螺纹拧入相关的开口的内螺纹中。
附图标记列表
1 滚动轴承
2 内环
3 中间环
4 外环
5 连接面
6 连接面
7 连接面
8 固定机构
9 固定机构
10 固定机构
11 缝隙
12 缝隙
13 滚动体
14 滚动体
15 滚动体
16 壳面
17 壳面
18 轴环
19 槽
20 自由端侧
21 槽底
22 保持架
23 保持架
24 保持架
25 上分环
26 下分环
27 飞轮
28 滚动体
29 滚动体
30 保持架
31 保持架
32 壳面
33 壳面
34 变细元件
35 室
36 夹紧滚子
37 分环
38 分环
39 分环
40 交界面
41 转动支承件
42 内环
43 中间环
44 另外的环
45 分环
46 分环
47 滚动体
48 变细体
49 兜部
50 夹紧体
51 侧壁
52 内环
53 中间环
54 外环
55 缝隙
56 飞轮
57 附加环
58 附加环
59 制动盘
60 槽
61 制动颚板
62 制动颚板
63 飞轮
64 变细体
65 环
66 箍圈
67 槽
68 缝隙
69 兜形的凹陷部
70 夹紧体
71 接片
72 平面式区域
73 飞轮
74 变细元件
75 环
76 基座
77 凹陷部
78 缝隙
79 加宽部
80 夹紧体
81 底侧
82 接片
83 自由端侧
84 切槽
85 平面式区域
86 开口

Claims (26)

1.风力发电设备，所述风力发电设备具有：转子，所述转子能绕大致指向风向的轴线转动地被支承；至少两个环形的、彼此同中心的元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)，用来连接到所述风力发电设备的能彼此相对扭转的设备部件上，其中一个所述元件具有用来连接到所述风力发电设备的所述转子上或者连接到与所述转子相联接的传动装置的从动轴上的机构(8、9、10)(转子侧的连接元件)，其特征在于至少一个具有飞轮特征的元件，所述元件布置在两个环形的连接元件(3、4；43、44；53、54)之间，并且与环形的所述连接元件(3、4；43、44；53、54)一起形成飞轮(27；56；63；73)，其中，至少一个连接元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)具备至少一个加工出来的滚道，以用于一列在所述滚道上滚动的滚动体(13、14、15、28、29；47)。
2.根据权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于，所述飞轮(27；56；63；73)的环形的连接元件(3、4；43、44；53、54)具有用来连接到发电机或者前置于发电机的传动装置或者传动装置元件上的机构(8、9、10)(发电机侧的连接元件)。
3.根据权利要求1或2所述的风力发电设备，其特征在于，所述飞轮(27；56；63；73)具有夹紧体或者夹紧滚子(36；50；70)，所述夹紧体或者夹紧滚子(36；50；70)分别视转动方向而定地在所述飞轮(27；56；63；73)的两个环形的所述连接元件(3、4；43、44；53、54)之间卡紧或者从两个环形的所述连接元件(3、4；43、44；53、54)中松开。
4.根据前述权利要求之一所述的风力发电设备，其特征在于，所述飞轮(27；56；63；73)的两个环形的所述连接元件(3、4；43、44；53、54)中的至少一个具有推动面(85)，所述推动面(85)以如下方式倾斜地分布，即，由所述推动面(85)界定的缝隙(12；55；68；78)相对于所述飞轮(27；56；63；73)的其他的环形的所述连接元件(3、4；43、44；53、54)在各自相同的转动方向上变细。
5.根据权利要求4所述的风力发电设备，其特征在于，所述推动面(85)构造为扇段(34；64；74)，所述扇段(34；64；74)在相关的环形的所述连接元件(3、4；43、44；53、54)的周向上彼此挨着排列，并且在可能的情况下互相邻接。
6.根据权利要求4或5中之一所述的风力发电设备，其特征在于，所述推动面(85)布置在间隔元件(74)上，所述间隔元件(74)分别处于相邻的夹紧体或者夹紧滚子(36；50；70)之间。
7.根据权利要求4至6中之一所述的风力发电设备，其特征在于，所述推动面(85)布置在一个或者多个保持架式或者箍圈式的扇段(66)上，所述扇段(66)保持各相邻的夹紧体或者夹紧滚子(36；50；70)彼此之间有间距。
8.根据权利要求6或7所述的风力发电设备，其特征在于，所述夹紧体或者夹紧滚子(36；50；70)构造为在两个环形的连接元件(3、4；43、44；53，54)的滚道上滚动的滚动体，其中，设有各一个推动面(85)的所述间隔元件(34；64；74)和/或具有所述推动面(85)的保持架式或者箍圈式的所述扇段(66)在滚道(69；79)的优选呈槽形的凹陷部(67；77)中引导。
9.根据前述权利要求之一所述的风力发电设备，其特征在于至少一个环形的连接元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)中的能封闭的凹部(86)，所述凹部(86)用来将夹紧体和/或者滚动体(36；50；70)以及必要时还有间隔元件(74)填入。
10.根据前述权利要求之一所述的风力发电设备，其特征在于，所述飞轮(27；56；63；73)以能电切换的方式构造，其中，在转动联锁状态与空转状态之间的转换依赖于两个环形的所述连接元件(3、4；43、44；53、54)之间的相对转动方向地进行。
11.根据前述权利要求之一所述的风力发电设备，其特征在于，在两个环形的所述连接元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)之间的所述缝隙(11、12；55；68；78)中布置有至少一列环绕式的滚动体(13、14、15、28、29；47)。
12.根据权利要求11所述的风力发电设备，其特征在于，在一个或多个所述飞轮元件(27；56；63；73)的两侧分别布置有一列环绕式的滚动体(13、14、15、28、29；47)。
13.根据权利要求11或者12所述的风力发电设备，其特征在于，在所述飞轮(27；56；63；73)的两个环形的所述连接元件(3、4；43、44；53、54)之间的所述缝隙(11、12；55；68；78)中的至少一列滚动体(13、14、15、28，29；47)构造为球。
14.根据前述权利要求之一所述的风力发电设备，其特征在于，所述飞轮(27；56；63；73)的一个或者优选为两个环形的连接元件(3、4；43、44；53、54)具有至少各一个平坦面(6、7)，用来连接到旋转的机器元件上。
15.根据权利要求14所述的风力发电设备，其特征在于，一个或多个所述连接面(5、6、7)分别具有多个呈圈环状布置的孔(8、9、10)，用来使固定螺栓或者固定销拧入或贯穿。
16.根据前述权利要求之一所述的风力发电设备，其特征在于，与所述飞轮(27；56；63；73)的两个环形的所述连接元件(3、4；43、44；53、54)同中心地设置有另一环形的连接元件(4；42；52)，另一环形的所述连接元件(4；42；52)特别用于连接到所述风力发电设备的机器壳体的机架上(机架侧的连接元件)。
17.根据权利要求16所述的风力发电设备，其特征在于，在机架侧的所述连接元件(2；42；52)与两个另外的所述连接元件(3、4；43、44；53、54)之一之间的所述缝隙的区域内，在这两个所述连接元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)的每个上设置有至少一个滚道，以用于一列在所述滚道上滚动的滚动体(13、14、15、28、29；47)，所述滚动体(13、14、15、28、29；47)与相关的所述连接元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)一起形成转动支承件(41)。
18.根据权利要求17所述的风力发电设备，其特征在于，所述转动支承件(41)的所述滚动体(13、14、15)构造为滚子。
19.根据权利要求17或18所述的风力发电设备，其特征在于，所述转动支承件(41)的环形的连接元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)具有圆环绕式的、在径向上突出的轴环(18)，所述轴环(18)被所述转动支承件(41)的另外的环形的所述连接元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)中的槽(19)在存在一定间距的情况下加以包围。
20.根据权利要求19所述的风力发电设备，其特征在于，在所述转动支承件(41)的两个环形的所述连接元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)之一上的圆环绕式的所述轴环(18)具有大致呈矩形的截面。
21.根据权利要求20所述的风力发电设备，其特征在于，在圆环绕式的所述轴环(18)的所有3个自由环面上，各有一列滚动体(13、14、15)滚动。
22.根据前述权利要求之一所述的风力发电设备，其特征在于，在两个环形的连接元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)之间，特别是在所述转动支承件的两个所述连接元件(2、3；42、43；52、53)之间，布置有优选能切换的制动器。
23.根据权利要求22所述的风力发电设备，其特征在于，在环形的连接元件(2、3、4；42、43、44；52、53、54)上，特别是在所述转动支承件(41)的连接元件(2、3；42、43；52、53)上，设置有圆环绕式的、优选地在径向上突出的轴环(59)，所述轴环(59)的侧壁适于安置制动颚板(61、62)。
24.根据权利要求23所述的风力发电设备，其特征在于至少一对彼此在轴向上相对置的制动颚板(61、62)，所述制动颚板(61、62)在两侧包围圆环绕式的所述轴环(59)。
25.根据权利要求24所述的风力发电设备，其特征在于，一对的两个所述制动颚板(61、62)能在轴向上相对彼此移调，以便操作制动器。
26.根据权利要求25所述的风力发电设备，其特征在于，一对的两个所述制动颚板(61、62)是能液压地移调的。
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