CN102656362A - 传动链和风力发电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种例如风能发电设备中的传动链。所述传动装置的输出轴和发电机的驱动轴分别是连续的，其中所述轴基本上相互同轴地布置，并且其中存在例如用于供应能量和/或通讯的、从相对于转子位置固定的标准结构出发穿过两个空心轴而导入到转子中的导线。存在例如盘式制动器的制动器，该制动器在机械上耦合到所述两轴的其中之一上。以这种方式在装置中满足了通用的安全规定，其中发电机的轴和传动装置的轴实施为空心轴并且所述轴同轴地布置。转子轮毂中组件的供电或者说连接可以以这种可靠的类型和方式利用通过空心轴引导的导线来实现。

Description

传动链和风力发电设备

技术领域

本发明涉及一种例如应用在风力发电设备中用于将流体流的能量转换成电能的、根据权利要求1的前序部分所述的传动链。本发明还涉及一种具有这种传动链的风力发电设备。

背景技术

传统的风力发电设备以及分别布置在其中的传动链在当时都尽可能紧凑地组装。为此，传动链的组件有效地利用其将旋转运动从一个组件传递到另一个组件的轴，尽可能布置在共同的几何轴线上或沿着共同的几何轴线布置。例如文献DE 2007 012 408 A1示出了用于这种风力发电设备中的传动链结构的实施例。发电机和传动装置的轴分别为空心的。用于连接转子轮毂中电气组件的供电导线穿过发电机和传动装置的相应的轴进行引导。

机械的制动器是用于设备的运行安全的重要组件，利用该制动器可使风力发电设备的正在转动的组件、也就是例如布置在风中的转子制动至静止状态，并且必要时也可以对抗空气动力学的驱动力进行保持。在带有传动装置的设备中，通常这种制动器从转子的角度看来布置在传动装置之后，因为与在转子上或转子轴上的结构相比较，这里施加了更小的制动力矩。

在传统的设备中，传动装置的从动轴和转子的转子轴径向地安装，从而使得必须仅仅穿过传动装置的空心轴引导导线。传动装置与发电机之间通常实施为实心轴的传动轴支承盘式制动器的制动盘。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传动链，该传动链一方面可以紧凑地制造，并且另一方面设置了有机械的制动器的有利的结构。

这一目的通过具有权利要求1的特征的传动链实现。

对于根据本发明用于利用流体流的能量的、例如在风力发电设备中的传动链来说，存在可通过流体流驱动的转子、在输入侧上直接或者通过转子轴或其它组件间接连接到转子上的传动装置、以及连接到传动装置的输出侧上的发电机。所述传动装置的输出轴和发电机的驱动轴分别是连续空心的，其中所述轴基本上相互同轴地布置，并且其中存在例如用于供应能量、供应压力液和/或通讯的、从相对于转子位置固定的标准结构（Bezugsstruktur）出发穿过两个空心轴而导入到转子中的导线。存在例如盘式制动器的制动器，该制动器在机械上耦合到所述两轴的其中之一上。

以这种方式在装置中满足了通用的安全规定（Sicherheitsvorgabe），其中发电机的轴和传动装置的轴实施为空心轴并且所述轴同轴地布置。转子轮毂中组件的供电或者说连接可以以这种可靠的类型和方式利用通过空心轴引导的导线来实现。

有利的技术方案是从属权利要求的主题。

当制动盘布置在发电机的轴上时，制动器和发电机能够作为结构单元进行组合。该发电机的空心轴无论如何必须设计用于相当于制动力矩的驱动力矩，从而相对于用于制动器的单独的轴实现了材料的节约。在技术上很容易实现发电机轴在两侧导出，从而能够以低成本将制动器装配在发电机轴的一个自由端上。此外，能够以有利的方式在发电机壳体中实现制动器的结构，以便实现结构上的高度集成。

对于在传动装置输出轴上所述制动器的结构来说，同样可以省略单独的传动轴。进一步有利的是，将该制动器集成到传动装置的壳体中从而实现紧凑的构造方式。

该制动器优选支撑在发电机和/或传动装置的壳体上，从而可以省略用于该制动器的自身的支撑结构。

如在开始提到的文献DE 10 2007012 408 A1中所公开的、或者如由申请人所取得的文件登记号为10 2009 008 340.5的德国专利申请所公开的那样，到传动装置壳体或发电机壳体上的机械耦合尤其对于传动链的高度集成的构造形式来说是有利的。因此，传动链组件的组件壳体用作用于其它传动链组件的支座结构。这种组件壳体的作为机械的连接或者说用于制动装置的支撑点的、附加的应用还允许该传动链的进一步集成。

该制动器当然也可以支撑在吊架的支承结构上，并且因此也适合于传统的设备方案。

附图说明

接下来根据优选的实施例参考附图对本发明进行详细描述。

图1是风力发电设备的传动链的示意性的侧视图，其中制动盘布置在发电机的轴上；以及

图2是风力发电设备的传动链的示意性的侧视图，其中制动盘布置在传动装置的输出轴上。

具体实施方式

在图中风力发电设备的传动链5装配在托板3上，另一方面该托板围绕方位轴（Azimutachse）可旋转地固定在塔1上。该托板3是吊架（Gondel）的组成部分，在该吊架中建造地装配有传动链5的组件。该传动链5具有由风驱动的转子。该转子通过转子轮毂固定在转子轴6上。该转子的轴6导入到齿轮传动装置7中。此外，轴6实施为空心轴。传动装置7具有输出轴11。所述输出轴11通过耦合装置12与发电机9的轴14耦合。该传动装置7和发电机9通过例如螺栓、支柱（Stütze）等紧固装置与托板3相连接。

在传动装置7和发电机9之间，能够替代地或者附加地存在作为发电机壳体或传动装置壳体的连接件（Fortsetzung）的中间壳体或者法兰连接部16，该连接件与所述组件或者说其壳体彼此机械连接。其中，传动装置7的壳体例如可以承担支承结构3的功能，从而可省去所述支承结构，并且自身耦合到塔1上，而传动链的例如像发电机9的其它组件法兰连接在传动装置壳体上。

耦合装置12用于两个轴11和14的不可相对旋转的连接。所述耦合装置例如可通过扇形齿轮离合器（Bogenzahnkupplung）形成。然而也可以使用例如盘式离合器的可换挡的离合器。

发电机9的轴14在两个侧面上由发电机9的壳体引出。在发电机9的背离传动装置7的侧面上，制动装置20的制动盘18固定在轴14上。为了固定制动盘18在轴14上设有支座盘28。所述制动盘18通过例如螺纹连接固定在支座盘28上。所述支座盘28利用压力连接（Pressverband）固定在轴14上。这例如可以通过支座盘28的热压配合（Aufschrumpf）而实施到轴14上。对于制动装置20的静止部分来说，示例性地绘制了两个带有制动缸的制动器（Bremsbacke）。该制动器22和制动缸固定在支座23上。该支座23装配在托板3上。替代地，该支座23也能够固定在发电机9的壳体上。为此，例如发电机9的制动侧的盖子设有紧固面，并且在机械上相应稳定地构造。

转子的轴6、发电机9的轴14，以及必要时在传动装置7中在中心布置在轴6和轴14的几何轴线上的、例如像输出轴11的轴实施为空心轴。除了节省重量之外，轴6、11、14的这种构造形式还允许供电导线24从传动链5的不可相对旋转的部分出发、例如从托板3或其它吊架结构出发引导到转子的旋转的轮毂。该供电导线24例如是用于齿距驱动器（Pitchantrieb）供电、用于布置在转子中的传感器供电、以及用于从布置在转子中的、例如经过调节的齿距驱动器的组件或者说到布置在转子中的、例如经过调节的齿距驱动器的组件的数据传递的传感器等的电导线。该供电导线24也可以包含有用于冷却剂或者液压压力液的管路。对液压的齿距驱动器来说可由此保证压力液的可靠供应。该管路24通过转换器26连接到托板3上。该转换器26包含有例如用于电力导线的集电环或者用于液压管路的旋转离合器（Drehkupplung）。

在图2中示出了风力发电设备的传动链5的根据本发明的实施例的另一种变化方案。该传动链5与图1中所示出的传动链基本上在制动装置20的结构方面不同。接下来的描述主要涉及这种差异。对于相同的特征将采用相同的附图标记。

传动链5又具有转子，转子轴6自该转子出发被引至传动装置7。该传动装置7的输出轴11通过离合器12与发电机9的轴14相连接。所述轴11、14和6以及必要时在传动装置中附加地存在的、布置在相同的几何轴线上的中间轴实施为空心轴。在此如已在图1中所描述的那样，供电导线24用于转子轮毂（Rotornabe）中组件的供电或者说电气的或计算技术的连接。

在根据图2的变化方案中，制动盘18仅与传动装置7的输出轴11相连接。为此，所述支座盘28固定在轴11上，并且该制动盘18在其侧面固定在支座盘28上。该制动装置20的固定的部分，也即制动器22和制动缸通过支座23固定在发电机7的壳体上。

上述实施例中，制动装置20嵌入到传动装置7的壳体中。然而该制动装置能够替代地集成到发电机的壳体中，或者例如利用传动装置7和发电机9之间的法兰连接部16维持自身的壳体。

制动装置20可以利用其固定的组件，例如通过支座23支撑在托板3上；或者支撑在传动装置7的壳体上，一般支撑在内侧，必要时利用自身的强化的支撑结构或者支撑肋支撑在外侧；或者支撑在发电机9的壳体上。如在开始提到的文献DE 10 2007012 408 A1中所公开的、或者如由申请人所取得的文件登记号为10 2009 008 340.5的德国专利申请所公开的那样，到传动装置壳体或发电机壳体上的机械耦合尤其对于传动链的高度集成的构造形式来说是有利的。因此，传动链组件的组件壳体用作用于其它传动链组件的支座结构。这种组件壳体的作为机械的连接或者说用于制动装置的支撑点的、附加的应用还允许该传动链的进一步集成。制动盘18或者说制动装置20的环绕的组件在空心轴上的结构允许转子轮毂中的组件通过导线安全地并且可靠地连接到吊架的固定结构上。

本发明涉及一种例如风能发电设备中的传动链。所述传动装置的输出轴和发电机的驱动轴分别是连续的，其中所述轴基本上相互同轴地布置，并且其中存在从相对于转子位置固定的标准结构出发穿过两个空心轴而导入到转子中的导线。存在例如盘式制动器的制动器，该制动器在机械上耦合到所述两轴的其中之一上。以这种方式在装置中满足了通用的安全规定，其中发电机的轴和传动装置的轴实施为空心轴并且所述轴同轴地布置。转子轮毂中组件的供电或者说连接可以以这种可靠的类型和方式利用通过空心轴引导的导线来实现。

以上所述的实施例和附图仅仅用于更好的理解本发明，本发明绝不仅限于该实施例。附图在一部分上进行了粗略示意性地描绘，而对于效果或者说作用则部分地清晰放大地示出或者说夸大地示出，以便说明作用方式、作用原理、技术方案和特征。在附图和文中所公开的每个作用方式、每个原理、每个技术方案和每个特征，原则上能够与所有权利要求、文中和其它附图中的每个特征、该公开文献中包含的或以此得出的其它作用方式、原理、技术方案和特征自由地并且任意地进行组合，从而使所有能考虑到的组合都纳入本发明的公开范畴。在此，还包括了在文中、也就是说在说明书正文的每个段落中、在权利要求中的所有单个实施例之间的组合，以及在文中、权利要求中和附图中的不同实施例之间的组合。

权利要求也不限制或者说不局限所述公开文献进而不限制或者说不局限所有阐明的特征的相互之间的组合可能性。所有阐明的特征均详尽地、也单独地并且与本发明的所有其它特征的组合地由该公开文献包括。

附图标记列表

1                         塔

3                         托板

5                         传动链

6                         转子轴

7                         传动装置

9                         发电机

11                        传动装置的输出轴

12                        离合器装置

14                        发电机的轴

16                        法兰连接部

18                        制动盘

20                        制动装置

22                        制动器

23                        支座

24                        供电导线

26                        转换器

28                        支座盘

Claims (9)

1.尤其在风能发电设备中用于使用流体流的能量的传动链，其包括能够通过流体流驱动的转子、在输入侧连接到转子上的传动装置（7）、以及连接到传动装置（7）的输出侧上的发电机（9）；其中所述传动装置的输出轴（11）和所述发电机（9）的驱动轴（14）分别是空心的，其中所述轴（11、14）基本上彼此同轴地布置，并且其中存在从相对于转子位置固定的标准结构出发穿过两个空心轴（11，14）而导入到转子中的导线（24），

其特征在于，

存在在机械上耦合到所述两轴（11、14）的其中之一上的制动器（20）。

2.根据权利要求1所述的传动链，其特征在于，在所述发电机（9）的空心的驱动轴（14）上布置有环绕的制动元件、尤其是制动盘（18）。

3.根据权利要求1所述的传动链，其特征在于，在所述传动装置（7）的空心的输出轴（11）上布置有环绕的制动元件、尤其是制动盘（18）。

4.根据上述权利要求中任一项所述的传动链，其特征在于，不可相对旋转的制动元件、尤其是带有内嵌的制动器（22）的支撑结构（23）支撑在所述发电机（9）和/或所述传动装置（7）的壳体上。

5.根据上述权利要求中任一项所述的传动链，其特征在于，不可相对旋转的制动元件、尤其是带有内嵌的制动器（22）的支撑结构（23）支撑在传动链的支承结构（3）上、尤其是支撑在吊架结构上，在所述支承结构上例如装配有所述发电机（7）和/或所述传动装置（11）。

6.根据权利要求2所述的传动链，其特征在于，所述制动器（20）布置在所述发电机（9）的背离所述传动装置（7）的端面上。

7.根据权利要求6所述的传动链，其特征在于，所述制动器（20）布置在所述发电机（9）的壳体中。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的传动链，其特征在于，所述制动器（20）布置在所述传动装置（7）的壳体中。

9.风力发电设备，其特征在于根据权利要求1至8中任一项所述的传动链。

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