CN102787986B - 用于风力发电设备的传动系统 - Google Patents

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Abstract

一种传动系统，包括至少一个能通过耦合器和风力发电设备的转子轴相连的行星齿轮级。其分配有齿圈，多个支撑在行星支架中的行星齿轮和齿圈啮合。和从动轴相连的太阳轮和行星齿轮啮合。从动轴设计为空心轴。轴向经过整个行星级延伸的间距管设计为空心轴并相对于齿圈同中心布置。用于将间距管和发电机附件相连的适配器元件和间距管相连。其在端部上具有通过壁厚断层形成的、用于适配器元件的中心凸肩。适配器元件在其端部上径向围绕间距管并通过中心凸肩径向以及单侧轴向固定。设有多个轴向经过适配器元件延伸并且在发电机一侧的端部上导入正面的螺纹孔中的螺纹连接件，通过它使适配器元件固定在间距管上。适配器元件具有开口以便容纳发电机附件。

Description

用于风力发电设备的传动系统
技术领域
本发明涉及一种用于风力发电设备的传动系统，该传动系统特别包括至少一个能和转子轴相连的行星齿轮级。
背景技术
原则上，风力发电设备的传动系包括以下系统组件，如网络连接元件、发电机、耦合器、传动装置和转子轴。在电源一侧上设有多个变流器。制动器常以机械制动的形式设置在传动装置和发电机之间的快速运转的轴上，这是因为在那里制动力矩由于传动比受限制而变小。
在EP 1 593 867A1中描述了一种用于传递大的转矩的耦合器。耦合器的核心元件在此是预加应力的包含弹性体的锥形轴承。其能实现，基于大的转矩而施加在耦合器上的力能被充分地抑制。由EP 1 593 867A1中已知的耦合器具有多个耦合器元件，这些元件结构性地以下述方式集成到耦合器中，即能容易地相对于联接的部件分离。
由EP 1 508 692A1中已知了一种具有带有机座的吊舱头部的风力发电设备，在该吊舱头部前方设有具有至少一个内部空间的转子套筒。在吊舱头部的入口处，通过机座上的至少一个转子轴承来支撑风力发电设备的传动系。在此，吊舱头部的内部和转子套筒的内部空间通过至少一个通路彼此相连。该通路穿过转子轴承的内环引导。
EP 1 045 139A2公开了一种具有转子的风力发电设备，其转子套筒支撑在布置在转子支架上的滚动轴承上并且和两级的、具有驱动级和输出级的行星齿轮装置相连。行星级的输出轴通过发电机上的耦合器进行耦合。滚动轴承的内环与转子套筒和行星齿轮装置的旋转部分可分离地连接。此外，发电机的壳体和行星齿轮装置可分离地连接成为传动系模块。传动系模块支撑在转子支架上并由此动力地分开。
在DE 10 2007 012408A1中已知一种风力发电设备，其具有转子板、套筒、容纳传动装置的传动装置壳体、容纳发电机的发电机壳体、头部支架、高台和将头部支架可旋转地支撑在高台上的方位轴承。转子轴承、传动装置壳体和发电机壳体布置在套筒和头部支架之间，设计为传递负载的部件并彼此通过螺丝连接接合。
由DE 10 2009 013 566A1中已知一种在空心轴上固定空心轴的夹紧装置，其中该空心轴具有收缩区域，在该区域中设有闭合的长孔。该长孔在整个收缩区域上延伸。也可以设有多个长孔，它们的投影经过收缩区域的总的轴向长度在空心轴的轴线上延伸。在此关闭一个长孔。因此提高了空心轴的可变形性。变形自身通过收缩盘实现。
在EP 1 884 672A2中描述了一种收缩盘，其在两个同中心的轴之间实现冲压连接。收缩盘包括内环和外环，其能沿着圆锥形的接触面借助于螺纹连接件相对彼此紧固地布置。外环和内环由一种铸造材料制成。
EP 1 328 735B1涉及一种用于固定空心轴或实心轴上的空心零件的夹紧装置，其中，空心轴或两个端部上的空心零件分别具有一个用于容纳适配器插座的内圆锥体。适配器插座分别具有一个相应的外圆锥体，并放置在实心轴上。此外设有具有至少一个冲压环的收缩盘。收缩盘借助于冲压环将收缩力施加到空心轴上或空心零件。另外，该冲压环具有轴向的长缝。在空心轴或空心零件的背对收缩盘的端部上设有夹紧环，用于轴向地固定那里的适配器插座。适配器插座没有冲压连接作用，而是只用于轴外直径平衡。
鉴于传动装置一侧的间距管(Pitch-Rohr)和从设备生产商或-运营商详细列出的部件、特别是集电环单元的联系，在风力发电设备中和个别情况相关地存在最高的不同需求。这因此加大了对于所选择的传动装置尺寸是一致的间距管的应用的难度，并因此引起提高的成本。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于风力发电设备的传动系统，其使得至少一个传动装置级以简单的方式和多个不同尺寸的发电机相连。
该目的根据本发明通过一种具有根据本发明的传动系统来实现。
根据本发明的传动系统包括能通过耦合器和风力发电设备的转子轴相连的行星齿轮级。该行星齿轮级分配有齿圈，多个支撑在行星支架中的行星齿轮和该齿圈啮合。此外设有和行星齿轮级的从动轴相连的太阳轮，该太阳轮和行星齿轮啮合。此外从动轴设计为空心轴。此外设有轴向经过整个行星级延伸的间距管，该间距管设计为空心轴并相对于齿圈同中心地布置。间距管例如可以用于将线路引导至布置在转子套筒中的尺寸调节传动装置中。用于将间距管和发电机附件相连的适配器元件和间距管相连。该发电机附件例如可以是集电环单元。此外，该间距管在它的发电机一侧的端部上具有通过壁厚断层形成的、用于适配器元件的中心凸肩。该适配器元件在其发电机一侧的端部上径向地围绕间距管，并通过中心凸肩径向地以及单侧轴向地固定。此外设有多个轴向经过适配器元件延伸的并且在间距管的发电机一侧的端部上导入正面的螺纹孔中的螺纹连接件，通过螺纹连接件使得适配器元件固定在间距管上。为了容纳发电机附件，适配器元件具有开口。
适配器的根据本发明的应用能实现一种具有和以往相比明显小得多的外直径的间距管的应用。利用这种方式，可以把传动装置设计得更紧凑。此外利用本发明，对于多种传动装置尺寸可以使用统一的间距管。通过不同的适配器的实施方案，在设备-和发电机一侧的连接尺寸方面可以考虑来自设备组装商或-运营商的特殊要求。
例如可以通过在间距管上的环形外部凹进形成中心凸肩。对此可替换的是，也可通过在间距管上的环形内部凹进形成中心凸肩。例如这样可以是有意义的，以用于将间距管和发电机附件相连，该发电机附件具有相对较小的直径。
根据本发明的另一个有利的设计方案，适配器元件可以具有环形的在正面抵靠在间距管的发电机一侧的端部上的突起，该突起具有用于螺纹连接件的、轴向延伸的通孔。这能实现选择在适配器元件上的开口的较大直径，以用于容纳相应的发电机附件。
根据本发明的一个改进方案得出一种特别紧凑的结构形式，即通过至少一个行星齿轮级的主轴承形成风力发电设备的转子轴的轴承。在此优选的是设有两个行星齿轮级。在这种情况下，主轴承被分配给第一个转子一侧的行星齿轮级。
附图说明
在下面的实施例中根据相应的图示对本发明进行详细说明。图示为：
图1用于风力发电设备的传动系统的示意性视图，
图2用于根据图1的传动系统的适配器元件，
图3用于根据图1的传动系统的相对于图2变换的适配器元件。
具体实施方式
在图1中所示的用于风力发电设备的传动系统包括具有两个行星齿轮级4，5的传动装置。第一个转子一侧的行星齿轮级4具有与转子轴1通过在图中没有详细展示的耦合器相连的行星支架12。该行星支架12例如借助于形成传动装置的主轴承的滚动轴承支撑在围绕两个行星齿轮级4，5的传动装置壳体3中，该传动装置壳体在正面分别通过一个壳体盖7封闭。传动装置的主轴承在此也形成用于风力发电设备的转子轴1的轴承。
在第一个行星齿轮级4的行星支架12中支撑了多个行星齿轮13，该行星齿轮和第一个行星齿轮级4的固定的齿圈14啮合。行星齿轮13还和第一个行星齿轮级4的太阳轮11啮合，它的太阳轮轴111和第二个发电机一侧的行星齿轮级5的行星支架22抗扭地相连。在第二个行星齿轮级5的行星支架22中支撑了多个行星齿轮23，它们一方面和一个固定的齿圈24并且另一方面和第二个行星齿轮级5的太阳轮21啮合。传动装置的从动轴2和第二个行星级5的太阳轮21相连。从动轴2同样如第一个行星齿轮级4的太阳轮轴111那样设计为空心轴。相对于从动轴2和第一个行星齿轮级4的太阳轮轴111同中心地布置了一个同样设计为空心轴的间距管9，该间距管轴向地经过整个传动系统延伸。另外，壳体盖7具有用于转子轴1和从动轴2的开口8。
在传动装置壳体3的内部空间中布置有隔板6，通过该隔板将内部空间划分为两个子空间，其中分别布置了行星级4，5。隔板6具有开口，经过此开口引导第一个行星齿轮级4的太阳轮轴111。此外在隔板6上固定了行星级4，5的齿圈14，24，其中齿圈14，24的分别一个正面抵靠在隔板6上。原则上，齿圈14，24也可以形成传动装置壳体3的一部分，并集成在传动装置壳体中。
用于将间距管9和发电机附件相连的适配器元件90和间距管9相连。发电机附件在当前的实施例中是集电环单元。适配器元件90在图2中详细地示出。间距管9在它的发电机一侧的端部上具有通过壁厚断层形成的、用于适配器元件90的中心凸肩911。适配器元件90在其发电机一侧的端部上径向地围绕间距管9，并通过中心凸肩911径向地以及单侧轴向地固定。例如通过在间距管9上的环形外部凹进形成中心凸肩911。原则上，中心凸肩911也可能根据一个可替换的实施方式通过在间距管9上的环形内部凹进形成。这例如可能有利于，使得间距管9和发电机附件相连，发电机附件具有相对较小的直径。
多个螺纹连接件91经过轴向的通孔93在适配器元件90中延伸，螺纹连接件在间距管9的发电机一侧的端部上导入正面的螺纹孔912中，并且通过螺纹连接件使得适配器元件90固定在间距管9上。此外，在适配器元件90上设有用于容纳发电机附件的连接管的开口92，其中开口92在其直径方面匹配于需连接的发电机附件。
在图3中示出的适配器元件90‘和根据图2的适配器90的区别在于，即设有环形的在正面抵靠在间距管9的发电机一侧的端部上的突起94，该突起具有用于螺纹连接件91的、轴向延伸的通孔93。因此为了容纳相应的发电机附件，对于在适配器90‘上的开口92选择了更大的直径。
本发明的应用不受限于所述的实施例。

Claims (8)

1.一种用于风力发电设备的传动系统，具有：
-至少一个能通过耦合器和风力发电设备的转子轴相连的行星齿轮级，
-分配给所述行星齿轮级的齿圈，
-多个支撑在行星支架中的行星齿轮，所述行星齿轮与所述齿圈啮合，
-和所述行星齿轮级的从动轴相连的太阳轮，所述太阳轮和所述行星齿轮啮合，其中所述从动轴设计为空心轴，
-轴向经过整个行星级延伸的间距管，所述间距管设计为所述空心轴并相对于所述齿圈同中心地布置，
-和所述间距管相连的适配器元件，用于将所述间距管和发电机附件相连，其中所述间距管在所述间距管的发电机一侧的端部上具有通过壁厚断层形成的、用于所述适配器元件的中心凸肩，所述适配器元件在其发电机一侧的端部上径向地围绕所述间距管，并通过所述中心凸肩径向地以及单侧轴向地固定，
-多个轴向经过所述适配器元件延伸的并且在所述间距管的发电机一侧的端部上导入正面的螺纹孔中的螺纹连接件，通过所述螺纹连接件使得所述适配器元件固定在所述间距管上，
-所述适配器元件上的开口，用于容纳发电机附件。
2.根据权利要求1所述的传动系统，其中，通过在所述间距管上的环形外部凹进形成所述中心凸肩。
3.根据权利要求1所述的传动系统，其中，通过在所述间距管上的环形内部凹进形成所述中心凸肩。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传动系统，其中，所述适配器元件具有环形的在正面抵靠在所述间距管的发电机一侧的端部上的突起，所述突起具有用于所述螺纹连接件的、轴向延伸的通孔。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的传动系统，其中，通过至少一个行星齿轮级的主轴承形成所述风力发电设备的转子轴的轴承。
6.根据权利要求4所述的传动系统，其中，通过至少一个行星齿轮级的主轴承形成所述风力发电设备的转子轴的轴承。
7.根据权利要求5所述的传动系统，其中，设有两个行星齿轮级，和其中，所述主轴承被分配给第一个转子一侧的行星齿轮级。
8.根据权利要求6所述的传动系统，其中，设有两个行星齿轮级，和其中，所述主轴承被分配给第一个转子一侧的行星齿轮级。
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