CN102792019B - 用于风力设备的定位装置和风力设备 - Google Patents

Abstract

一种用于使风力设备的转子运动的定位装置，其具有至少一个贴靠构件（28）和一个驱动装置（19），通过该驱动装置能产生在转子的旋转轴线（10）方向上作用的力矩，所述贴靠构件（28）构造用于贴靠在风力设备的可旋转的部件（9）上，所述定位装置具有至少部分能被驱动装置（19）转动的带动装置（40），通过所述带动装置的转动，贴靠构件（28）能转变到贴靠位置中或者离开贴靠位置，带动装置（40）在贴靠位置中能通过驱动装置（19）运动，从而带动旋转的部件（9）。本发明另外涉及一种具有上述定位装置的风力设备。

Description

用于风力设备的定位装置和风力设备

技术领域

本发明涉及一种用于使风力设备的转子运动的定位装置。此外，本发明涉及一种具有上述定位装置的风力设备或者说风能设备。

背景技术

在维护风力设备时，出于安全原因需要固定转子以及动力系统的与转子连接的可运动的部件。这不仅包括转子轮毂，例如还包括慢轴和快轴。为此在现有技术中设置锁止装置，借助这些锁止装置可使销插入风力设备的旋转部件例如制动盘的相配空隙中。为了毫无问题地锁止并且插入销，转子和旋转部件必须被如此制动，即空隙位于销的顶入方向上。但在无风或者转子慢转工作时却无法配合精确地制动。因此设置定位装置，借助这些定位装置即使在无风时也能使转子连同相配的旋转部件运动。

DE 100 31 473 C1公开一种用于使风力设备的与转子连接或耦合的轴旋转的装置，其中，借助优选用马达驱动的齿轮可驱动与风力设备的可旋转的部件连接的齿盘。基于齿轮与齿盘的形锁合连接，突然的阵风会导致非常巨大的力作用到连接部位上，从而损坏连接部位。这可导致风力设备不能再被锁止并且也不能再被维护。

发明内容

本发明的任务在于，鉴于上述缺点，更可靠地构造用于使风力设备的转子运动的定位装置以及相应的风力设备。

该任务通过如下的定位装置以及根据如下的风力设备得以解决，在按照本发明的用于使风力设备的转子运动的定位装置中，所述定位装置具有至少一个贴靠构件和一个驱动装置，通过该驱动装置能产生在转子的旋转轴线的方向上作用的力矩，所述贴靠构件构造用于贴靠在风力设备的可旋转的部件上，其特征在于，所述定位装置具有至少部分能被驱动装置转动的带动装置，通过该带动装置的转动，贴靠构件能转变到贴靠位置中或者能从贴靠位置离开，带动装置在贴靠位置中能通过驱动装置运动，使得可旋转的部件被带动；在按照本发明的风力设备中，所述风力设备具有按照本发明的定位装置。

本发明规定，所述定位装置具有至少部分能被驱动装置转动的带动装置，通过所述带动装置的转动，贴靠构件能从释放位置转变到贴靠位置中或者从贴该靠位置离开到释放位置中，带动装置在贴靠位置中能通过驱动装置运动，从而带动风力设备的可运动的部件。代替形锁合的连接，在定位装置和风力设备的可旋转的部件之间实现力锁合的连接。由驱动装置施加到通过驱动装置转动的贴靠构件上的力在贴靠构件和风力设备的可运动的部件之间引起静摩擦。在定位装置的带动装置通过其驱动装置被压紧到风力设备的可运动的部件上之后，带动装置在下一运动阶段中被驱动装置例如拉动或推动，从而带动风力设备的被贴靠构件夹紧的可运动的部件。

现在如果在暴风下在转子轴上产生转矩，其导致横向于压紧方向或夹紧方向定向的力。当这个力超过一个优选可调节的尺度时，静摩擦被克服并且转子可自由或至少制动地旋转。通过定位装置的基于夹紧的带动装置，避免了定位装置的损坏。驱动装置既可机动地、例如电动或电磁或液压地操作，也可手动操作。

此外可借助锁止装置将转子从一个位置拉出，一个轴在该位置中保持在发电机的两个永久激励的极之间。

有利的是，带动装置的可转动的部分包括杠杆，带动装置通过该杠杆与驱动装置机械连接。对于夹紧，无需液压系统，在此涉及纯机械的解决方案。通过操作杠杆，在第一运动阶段中驱动装置将贴靠构件与风力设备的可运动的部件夹紧，并且可在第二运动阶段中通过在圆周方向上杠杆的整个带动运动使得在转子旋转轴线的方向上产生转矩。杠杆的纵向在此优选横向于风力设备的可运动的部件的可夹紧的贴靠面。

作为夹紧所用的支座，带动装置可优选具有引导滑座，带动装置的可转动的部分可转动地固定在所述引导滑座上。例如杠杆的支承与引导滑座例如在风力设备的固定于机架上的部件上的支撑相结合，可起到所述支座的作用。

为了能够在风力设备的可运动的部件运动时优化地引导带动装置，带动装置优选可沿引导装置运动，所述引导装置可安装在风力设备的固定在机架上的部件上。引导装置尤其构造为弧形的，引导装置的曲率优选等于夹紧在可运动的风力设备部件上的带动装置的规定的运动轨迹。但如果贴靠构件浮动地支承在另外的带动装置上，则引导装置也可具有不同延伸走向。

有利的是，带动装置具有两个分别带有至少一个贴靠面的贴靠构件，通过所述贴靠构件带动装置构造用于更好地夹紧风力设备的可运动的部件。贴靠构件在此以彼此相对的贴靠面优选这样设置在带动装置的构造为杠杆的部分上，而且使得所述贴靠面可在风力设备的可运动的部件的两个相对置的侧面上形成力锁合连接，并且能够在它们之间夹紧可旋转的部件。因此由于杠杆被驱动装置操作，风力设备的可旋转的部件被夹紧在两个贴靠面之间，并且在杠杆反向转动时又被释放。风力设备的可旋转的部件优选是制动盘，例如鼓式制动器的制动盘或光滑的制动盘。

在定位装置或者说推进装置进行夹紧并且紧接着运动之后，带动装置必须被送入释放位置和随后送入其初始位置中，以便例如允许转子继续运动。为此通过驱动装置使带动装置部分地往回转动，以便使贴靠构件的贴靠面又从例如制动盘上抬起。为了导回带动装置，已表明有利的是，为带动装置设置至少一个止挡，带动装置的可转动的部分在释放位置中贴靠在该止挡上。所述止挡防止带动装置的例如构造为杠杆的部分过度转动，并且因此避免该部分进入自锁定的死点位置或避免该部分的阻碍转子锁止的重新夹紧和带动。由此由驱动装置在释放位置中施加的力用于使带动装置沿引导装置向回运动。驱动装置和带动装置的连接在使用引导装置的情况下可通过简单的铰链实现。

为了使风力设备的可旋转的部件在两个圆周方向上有针对性地运动，有利的是，止挡在施加到止挡上的界限力的影作用下可转变到失效位置中。带动装置的优选构造为杠杆的部分由此可转动到另一夹紧位置中，在该位置中可反向带动轴的相应的转子部件。

此外可以按下述方式改进或辅助带动装置的转动：在带动装置上设置带动装置制动器，其构造用于作为永久制动器贴靠、优选连续贴靠在引导装置上或风力设备的固定在机架上的部件上。由此产生一个力，该力反作用于带动装置的无转动的移动并且因此辅助杠杆的转动。这尤其适用于这样的装置，其中，定位装置的支承仅具有小的摩擦。代替构造为永久制动器，带动装置制动器也可在应操作定位装置时有针对性地接通。

有利的是，定位装置具有一个设有优选可调节的过载保护装置的带动装置，借助该过载保护装置可调节带动装置的贴靠面和风力设备的例如制动盘之间的最大静摩擦。定位装置由此尤其可适应各种风级。这种过载保护装置也可构造为马达的电流消耗的测量装置和/或由应变片或压力传感器构成。在相应的测量值时该装置优选可自动转变到释放位置中。

此外有利的是，如果定位装置的尺寸足够大，则定位装置可用作转子制动器并且可代替迄今在现有技术中设置的制动器，只要其设置在设备的可制动的部件上、尤其是设备的制动盘上。定位装置在此也可用作定位制动器并固定机器舱的位置。此外，定位装置也可构造为方位制动器，通过该方位制动器，机器舱可在方位角方向上制动和/或固定。

为了在杠杆转动时使带动装置的一个或多个贴靠面进入优化的贴靠位置中，贴靠构件能够可转动地支承在杠杆本身上并且同时在带动装置的非转动的部分中被引导。由此当杠杆转动时贴靠构件相对于杠杆本身转动并且可将静摩擦优化地施加在风力设备的例如制动盘上。这也防止贴靠面衬片的不均匀磨损。

尤为有利的是本发明的这样一种结构，其中，驱动装置具有直线驱动器，其允许直线运动具有在可旋转的部件的圆周方向上的主要分量。按本发明，作用到带动装置杠杆上的直线驱动器与可在弧形的引导装置中沿风力设备制动盘被引导的带动装置的组合，实现小的、低成本且易于构造的以及可靠的定位装置。代替或补充直线驱动器，例如也可在带动装置上设置绳索传动装置。

为了进一步提高定位装置的可靠性，优选可电操作的驱动装置具有可手动操作的调节构件，通过操作该调节构件带动装置可运动。在此例如涉及手摇曲柄，其与直线驱动器连接。

上述任务还通过一种风力设备来解决，该风力设备具有前述或后述定位装置。定位装置的相应优点同样是所述风力设备的优点。

风力设备尤其优选具有设置在转子侧的制动盘，贴靠构件为了力锁合连接可被压紧到该制动盘上。定位装置可固定在转子的支承结构中，因此利用现有的构件。如果制动盘与转子的旋转轴线隔开足够的距离，则定位装置基于在圆周侧的布置可构造得较小。而将制动盘设置在风力设备的快速旋转的一侧上可以是有利的，因为那里存在的转矩小。

此外优选风力设备具有锁止装置，其具有销，所述销为了锁止转子而移入制动盘的空隙中或另一运动部件的空隙中。锁止装置和定位装置可直接相互紧靠或相邻地设置，这改善锁止过程的手动监控。

尤为有利的是，风力设备具有用于自动锁止转子的控制装置，所述控制装置不仅构造用于控制定位装置而且也构造用于控制锁止装置。为此设置相应的传感器，它们监控运动过程并且在到达锁止位置时可触发或者说操作锁止装置。

附图说明

本发明的其它优点和细节由下面结合附图的说明给出。示意性的附图如下：

图1为按本发明的风力设备的局部图；

图2为根据图1的本发明的风力设备的局部的俯视图；

图3为本发明的风力设备的原理图；

图4为根据图3的风力设备的另一视图；

图5为按本发明的另一风力设备的局部图；

图6为根据图5的风力设备的另一视图。

具体实施方式

只要有益，相同或相似作用的部件设有相同的附图标记。后述实施例的各单个技术特征也可与前述实施例的特征构成按本发明的扩展方案。

图1示出按本发明的风力设备的局部图。在塔柱1可旋转地支承机器舱2。机器舱2中的自由旋转可通过方位制动器3来限制或阻止。转子具有转子轮毂4，在转子轮毂上在径向上设置三个转子叶片6。通过叶片调整装置7可使转子叶片适应相应风况。

具有转子轴8的转子也具有一个环形的制动盘9，其间隔开地围绕转子的旋转轴线10旋转并且与按本发明的定位装置11共同作用。在变速器壳体12上固定一个转子制动器13，其嵌入另一设置在另一转子轴14上的制动盘15上。所述另一转子轴14从变速器通往发电机16。三个逆变器17变换在发电机16中产生的电。

所述环形的制动盘19的圆周和由此其圆周到旋转轴线10的距离明显大于例如制动盘15的圆周，因此相应的定位装置的尺寸可设计得足够小。按本发明的定位装置例如可固定在机器舱2的平台上，但其也可固定在机器舱2中的其它有承载能力的部件上。

根据图2，本发明的定位装置以其驱动装置19固定在机架上。为此，驱动装置19通过法兰21可转动地固定在机器舱2的支座22上。驱动装置19构造为直线驱动器，其可借助手摇曲柄23运动。在下面的实施例中，代替手摇曲柄设置电动机，但其也可作为手摇曲柄的补充用作驱动装置的一部分。直线驱动器19通过推杆24铰接连接在杠杆26上。基于两个铰链27，推杆24可使杠杆26沿在附图中仅以虚线示出的制动盘9的圆周方向运动。

在杠杆26上设置两个贴靠构件28，它们分别具有至少一个朝向制动盘9的贴靠面29。在所示的初始位置或释放位置中，贴靠面29与制动盘的侧面31间隔开。转子因此可自由旋转。

另外，杠杆26可转动地支承在引导滑座32上，该引导滑座可在一个构成引导装置的导轨33上运动。所述导轨跟随制动盘9的曲率并且固定在机架上，具体固定在中间支座35上，该中间支座固定在支座22和支座34之间。

为了使制动盘和由此风力设备的转子运动，驱动装置19的推杆24沿方向A运动。杠杆26由此在引导滑座32上围绕旋转轴线或者说转动轴线36转动，由此贴靠面29压紧到侧面31上。引导滑座32因此构成带动装置40的不可转动的部分。为了辅助转动运动，设置构造为永久制动器47的带动装置制动器，其永久贴靠在导轨33上。由于杠杆的转动，通过导向凸缘37贴靠在止挡38上的贴靠构件28离开止挡并且向侧面31方向运动，并且制动盘被夹紧在贴靠面29之间。

贴靠面29和制动盘9的侧面31之间的静摩擦在此这样大，即通过推杆24沿方向A的继续运动制动盘9被一起拉动，这引起转子的希望的旋转运动并且产生一个在转子旋转轴线方向上作用的力矩。过载保护装置39在此限制从杠杆26或者说其贴靠构件28施加到制动盘上的力，由此，在可调节的值时在风暴中由制动盘施加到连接部位上的力可导致制动盘打滑。一旦带动装置40沿方向A到达导轨33的终点，夹紧可通过推杆24逆着方向A的运动被再次释放。在此情况下，杠杆往回转动，直到导向凸缘37又与止挡38达到挡靠，这相当于带动装置的释放位置。推杆24逆着方向A的继续伸出使得引导滑座32或者说带动装置40沿导轨33向回移动到图2所示的初始位置中。

通过带动装置40沿导轨33的移动，制动盘9可沿其圆周运动，直到设置在制动盘9中的空隙41位于插入装置或者说锁止装置43的销42前方。然后，该销42可沿轴线44移入空隙41中，风力设备的转子由此被锁止。然后维护人员可进行希望的维护。

自动控制装置在此是特别有利的，在该控制装置中，例如通过传感器监控制动盘的移动，直到到达图3所示的位置中。手动操作的定位装置基于固定的止挡38只能使制动盘9沿圆周方向46运动，而在本发明的其它实施方式中止挡38也可例如以弹簧加载的方式转动，使得在大于特定的力时制动盘9可基于杠杆26的转动在被夹紧的情况下反向运动。

本发明的特殊优点在于，能够使用现有的制动盘并且基于该装置的紧凑构造能够将该装置紧挨锁止装置43设置，这有利于目视检查。

在根据图4的视图中尤其是示出永久制动器47的布置，其例如具有一个设有摩擦衬片的弹簧并且将带动装置40制动地保持在导轨33上。这支持杠杆26的转动。有利的是，导轨33在此可构造得这样长，即通过带动装置40沿导轨33的运动能够克服两个空隙41之间的距离并且因此仅在一个推动运动或拉动运动期间所述空隙之一可定位在插入装置43前方。

代替手摇曲柄23，根据图5的本发明的定位装置具有电动机50，推杆24可通过该电动机移动。集成在推杆中的端部位置开关48可向一个未详细示出的控制装置发送关于推杆24的位置和由此引导滑座32的位置的信号。在根据图5的视图中，为更清楚地显示定位装置并未示出制动盘9。

在图6中示出根据图5的结构以及附加地示出风力设备的制动盘9。尽管贴靠面的尺寸设计与制动盘的可用表面相比较小——所述可用面积在旋转轴线方向上看仅以极小的部分、优选小于30％的部分与贴靠面重叠，但通过贴靠面29的压紧引起的静摩擦却足够用来旋转转子。通过固定法兰21以及导轨33和/或带动装置40的其它尺寸设计也可克服固定在机架上的支座22、35和34之间的更大距离。例如导轨33可构造得更高或更扁，并且优选由板状元件构成的带动装置40可在旋转轴线10的方向上具有不同的尺寸。通过增大贴靠构件28和因此增大贴靠面29，所述装置尤其也可构造为转子制动器。引导滑座32为此可沿旋转方向46朝导轨33的未详细示出的止挡移动并且在那里保持在嵌入位置中，在该嵌入置中可借助静摩擦使转子制动。

Claims (21)

1.用于使风力设备的转子运动的定位装置，所述定位装置具有至少一个贴靠构件(28)和一个驱动装置(19)，通过该驱动装置能产生在转子的旋转轴线(10)的方向上作用的力矩，所述贴靠构件(28)构造用于贴靠在风力设备的可旋转的部件(9)上，其特征在于，所述定位装置具有至少部分能被驱动装置(19)转动的带动装置(40)，通过该带动装置的转动，贴靠构件(28)能转变到贴靠位置中或者能从贴靠位置离开，带动装置(40)在贴靠位置中能通过驱动装置(19)运动，使得可旋转的部件(9)被带动。

2.根据权利要求1的定位装置，其特征在于，所述带动装置(40)的可转动的部分包括杠杆(26)，带动装置(40)通过该杠杆与驱动装置机械连接。

3.根据权利要求1的定位装置，其特征在于，所述带动装置(40)具有引导滑座(32)，带动装置(40)的可转动的部分可转动地固定在所述引导滑座上。

4.根据权利要求1的定位装置，其特征在于，所述定位装置具有引导装置，带动装置(40)能沿该引导装置运动。

5.根据权利要求4的定位装置，其特征在于，所述定位装置具有设置用于使带动装置(40)转动的带动装置制动器(47)，该带动装置制动器构造用于贴靠在引导装置上。

6.根据权利要求5的定位装置，其特征在于，所述带动装置制动器构造用于连续贴靠在引导装置上。

7.根据权利要求1、3和4之一的定位装置，其特征在于，所述带动装置(40)具有两个分别带有至少一个贴靠面(29)的贴靠构件(28)，通过所述贴靠构件，带动装置(40)构造用于夹紧风力设备的可旋转的部件(9)。

8.根据权利要求2的定位装置，其特征在于，所述带动装置(40)具有两个分别带有至少一个贴靠面(29)的贴靠构件(28)，通过所述贴靠构件，带动装置(40)构造用于夹紧风力设备的可旋转的部件(9)。

9.根据权利要求8的定位装置，其特征在于，具有彼此相对的贴靠面(29)的所述两个贴靠构件(28)这样设置在杠杆(26)上，即所述贴靠面能在风力设备的可旋转的部件(9)的两个侧面(31)上形成力锁合的连接。

10.根据权利要求1至6之一的定位装置，其特征在于，所述带动装置(40)具有至少一个止挡(38)，带动装置(40)的可转动的部分在释放位置中贴靠在该止挡(38)上。

11.根据权利要求10的定位装置，其特征在于，所述止挡(38)在施加到该止挡上的界限力的作用下能转变到失效位置中。

12.根据权利要求1至6之一的定位装置，其特征在于，所述带动装置(40)具有过载保护装置(39)。

13.根据权利要求12的定位装置，其特征在于，所过载保护装置(39)是可调节的过载保护装置。

14.根据权利要求1至6之一的定位装置，其特征在于，所述定位装置构造为转子制动器或方位制动器。

15.根据权利要求1至6之一的定位装置，其特征在于，所述贴靠构件(28)在带动装置(40)上被引导，并且可转动地支承在带动装置(40)的可转动的部分上。

16.根据权利要求1至6之一的定位装置，其特征在于，所述驱动装置(19)具有直线驱动器。

17.根据权利要求1至6之一的定位装置，其特征在于，所述驱动装置(19)具有能手动操作的调节构件(23)，通过操作该调节构件能使带动装置(40)运动。

18.风力设备，其特征在于，所述风力设备具有根据上述权利要求之一的定位装置。

19.根据权利要求18的风力设备，其具有制动盘，其特征在于，所述贴靠构件(28)构造用于与该制动盘产生力锁合的连接。

20.根据权利要求18或19的风力设备，其特征在于，所述风力设备具有锁止装置(43)，该锁止装置具有销(42)，所述销为了锁止转子而移入到一个空隙(41)中。

21.根据权利要求20的风力设备，其特征在于，所述风力设备具有用于自动锁止转子的控制装置，所述控制装置不仅构造用于控制定位装置而且也构造用于控制锁止装置(43)。