CN103299070B - 用于将旋转能量从风力设备的风轮的转子轮毂中取出的结构组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种结构组件，其用于接受所有在风力设备的风轮的转子轮毂上出现的力和力矩，该风力设备的转子转动轴线在运行期间大致指向风向，并且用于将轴向力和径向力以及倾斜力矩借助至少一个转子轴承或主轴承传导到风力设备的承载的结构中，并且用于将在风轮的转子轮毂上的旋转能量借助单级的行星式传动装置取出，该行星式传动装置的行星齿轮支承在行星齿轮架上并且与太阳轮和齿圈同时咬合，以及该结构组件具有联接在或能联接在行星式传动装置的输出侧上的用于将旋转能量转换成电能的发电机，其中，单级的行星式传动装置与风力设备的至少一个转子轴承或主轴承集成在一起，并且其中，行星式传动装置的齿圈与转子轮毂连接并且被该转子轮毂驱动，而行星齿轮架固定在风力设备的吊舱的底盘、框架或壳体上，并且行星式传动装置的太阳轮联接在发电机上用以驱动该发电机，并且其中最后，发电机在径向方向上没有凸出超过转子轴承或主轴承。

Description

用于将旋转能量从风力设备的风轮的转子轮毂中取出的结构 组件
技术领域
本发明涉及一种结构组件，其具有用于风力设备的风轮的转子轮毂的联接部，以便接受所有在那里出现的力和力矩，该风力设备的转子转动轴线在运行期间大致指向风向，并且具有至少一个用于将轴向力和径向力以及倾斜力矩传导到风力设备的承载的结构中的转子轴承或主轴承，此外还具有用于将风轮的转子轮毂的旋转能量在单级的行星式传动装置形式中取出的装置，该行星式传动装置与转子轴承或主轴承集成在一起，并且其行星齿轮支承在行星齿轮架上并且与太阳轮和齿圈同时咬合，以及该结构组件具有联接在或能联接在行星式传动装置的输出侧上的发电机用以将旋转能量转换成电能。
背景技术
按类属的结构组件在WO02/14690A1或DE01 954251T1中公开。在那里描述了用于风力涡轮机的驱动构造，其具有承载转子轮毂的结构、以及主轴承、单级的行星式传动装置和发电机。不过在那里主轴承的外环与风力涡轮机转子轮毂联接或适合与其联接。因为由于内环固定在吊舱的承载的结构或类似物上而不提供扭矩的传递，所以用于抽取（驱动）扭矩的额外的结构件是必需的，其本身必须与转子轮毂连接。因此得出整体上非常昂贵的结构件，其也使要进行的维护工作变得困难。
发明内容
从所描述的现有技术的缺点中得出如下发动本发明的问题，即，用于联接在风力设备的风轮的转子轮毂上的按类属的结构组件为了接受在那出现的力和力矩的目的以如下方式来改进，即，利用最简单的部件将由风产生的驱动功率与其他力和力矩分离并且最终转换成电能。此外，待提供的布置应该是尽可能易维护的，因此即使在例如在山上或在海上的远离海岸区域中的难以接近的风力设备上，维护可以不用辅助部件，尤其不用起重机来实施。
该问题的解决方案通过如下方法得到，即，风力设备的主轴承或转子轴承的内环在其端侧上具有用于与风力设备的转子轮毂连接的联接面，在该内环的外侧上具有一个或多个用于滚动体的滚道，该滚动体同时在外环的一个或多个滚道上滚动，并且在其内侧上设有围绕分布（rundumlaufend）的啮合部，在该啮合部上抽取旋转能量。
因此转子轴承或主轴承的内环变为用于转移力和扭矩的“转接器”：当轴向力和径向力以及倾斜力矩经由外环传导到风力设备的承载的结构中时，轮毂的旋转能量可以经由内环的内啮合部抽取。对此唯一的结构部件是足够的，从而零件的数量被最小化并且由此易受干扰性减少到最小。此外被联接的传动装置单元可以容易地从后面，也就是说从吊舱的后方区域来维护并且必要时也可以被拆卸，而为此转子轮毂不必从主轴承或转子轴承的承载该转子轮毂的内环中拆除。因此这种维护工作和/或维修工作可以不用起重机来进行。
如下证明是有利的，即，转子轴承或主轴承的内环在其面向转子轮毂的端侧上，尤其在其联接面上具有用于附着转子轮毂的、优选呈环圈状地分布地布置的附着孔形式，尤其呈环圈状地分布地布置的带有内螺纹的盲孔形式的联接元件。在其上转子轮毂与相应数量的螺栓、螺纹销或类似物足够牢地连接，从而使得转子轮毂即使在强风暴的情况下也安全地锚定在轴承上。
如下处于在本发明的框架中，即，在内环上的用于让滚动体在其上并沿其运行的滚道和该内环的围绕分布的啮合部和/或该内环用于附着转子轮毂的联接元件通过共同的基体的成型或加工来形成。通过该措施，在唯一的基体中的所有力被转子轮毂接受并且随后在无需内部的保持缝隙的部件的情况下被一方面分成待支撑的轴向力和径向力以及倾斜力而另一方面分成待抽取的驱动扭矩。因为由于在此没有相对彼此运动的部件而不会出现缝隙或其他相对运动，所以这种内环几乎是无磨损的。
优选地，转子轴承或主轴承构造为多列的滚珠轴承、锥形轴承、鼓形滚子轴承、滚柱轴承和/或滚针轴承。尽管偏好呈仅具有相同类型的滚动体的多列的滚动轴承形式的实施方式，但尤其混合形式也应该被包括在内，也就是说具有多列不同的滚动体的轴承。滚珠轴承可能使用较少滚动体列，而其余的滚动体几何结构在极端的空气流动情况，例如暴风雨（当巨大的力作用在风轮上，该力只可以通过极其稳定的支承装置安全地传导时）中有优点。在此如下是有利的，即，呈线式接触形式的轴承，尤其是滚柱轴承的承载力通常高于可比较的具有几乎点式接触区域的滚珠轴承的承载力。线式接触通常出现在如下滚动体上，其具有清楚的旋转轴线，也就是说其是旋转对称的，但不是球形的。在此如下没有决定性的意义，即，滚动体的直径是否像鼓形滚子轴承或锥形轴承那样沿着它的旋转轴线的纵向方向改变，或者像滚柱轴承或滚针轴承那样不改变。
本发明此外设置如下，即，转子轴承或主轴承的内环构造为所谓的鼻环，其在其外侧上具有围绕分布的凸缘。这种凸鼻，也就是围绕分布的凸缘可以传递特别大的轴向力和倾斜力矩。
本发明以如下方式改进，即，在围绕分布的凸缘的端侧和/或周侧上布置有用于一列或多列滚动体的滚动面。优选地在凸缘的两个端侧上沿着其运行的滚动体用于传递在两个方向上的轴向压力以及用于传递倾斜力矩，而在周侧上沿着其运行的滚动体传递径向力。
当转子轴承或主轴承的外环划分成轮毂侧的部分环和发电机侧的部分环时，那么这种轴承的组合结构能特别简单地设计，因为用于嵌接内环的外环的两个部分环可以彼此运动开。
另外的优点通过如下方式得出，即，转子轴承或主轴承的内环与外环之间的缝隙尤其在轮毂侧的部分环区域中被密封。由此防止润滑剂，优选润滑脂的溢出以及脏污和其他颗粒的渗入。雨也可以被阻止，否则其会冲掉所包含的润滑剂。
特别简单的结构件被得到，即，围绕分布的啮合部在转子轴承或主轴承的内环的内侧上同时形成行星式传动装置的齿圈，因为通过该措施转子轴承或主轴承的内环同时变成行星式传动装置的组成部分。
如下证明是可行的，即，根据本发明的结构组件的所有部件包括所有被联接的输出元件，如传动装置、发电机、制动装置等在轴向方向上位于内环的联接面之后。因为在这种情况下根据本发明的结构组件的部件没有延伸到转子轮毂中或只延伸到附近，从而在拆除轮毂的情况下，对于传动装置部分或根据本发明的结构组件的其他部分是没有危险的。其由内环的前端的联接面保护而不受例如由于与悬挂在起重机上的转子轮毂或类似物的碰撞的损害。
此外本发明设置如下，即，行星式传动装置在径向方向上不凸出超过转子轴承或主轴承。通过该措施，转子轴承或主轴承得到最大的直径，其大致相应于风轮的轮毂直径并且由此转子轴承或主轴承在吊舱横截面的大小布置方面位于前端区域中并且因此在有需求时可以被拆卸并且可以向后，也就是说向吊舱的中心推走。
行星式传动装置可以布置在转子轴承或主轴承的径向内部。由此得出最优的空间利用，由此必要时吊舱的结构大小被减小。
特别的优点通过如下方式得到，即，转子轴承或主轴承的内环在其面向转子轮毂的端侧上与至少一个轮毂侧的具有大致呈圆形的周边的板连接，该板的外直径等于或小于转子轴承或主轴承的直径，优选等于或小于内环的外直径。该板一方面保护根据本发明的布置的位于其后面的部分，例如传动装置部分，而另一方面可以引导并且/或稳定该部分。
在轮毂侧的板上固定有轴承套筒，行星式传动装置的太阳轮可以支承在该轴承套筒上。在此是一种特别简单的方法，以便在传动装置中间位置固定地支承行星式传动装置的太阳轮。
此外，行星式传动装置的太阳轮与发电机联接用以驱动该发电机。由于其较少的齿数，太阳轮通常比行星式传动装置的被驱动的单元旋转得更快；因此太阳轮特别适用于将快速的旋转传送至风力设备的发电机上。
当行星式传动装置的行星齿轮架固定在风力设备的吊舱的底盘、框架或壳体上时，那么从动的太阳轮的转速nSo是被驱动的齿圈的转速nHo的齿圈齿数与太阳轮齿数的比值zHo/zSo倍：
nSo=nHo*zHo/zSo
但是在相反的转动方向上。
为了固定行星齿轮架，该行星齿轮架可以布置在，尤其固定在至少一个发电机侧的板上，该板本身布置在转子轴承或主轴承的背对转子轮毂的侧上。板也可以在其平面上不费劲地传递更大的扭矩并且因此最优地适用于行星齿轮架的位置固定的固定。
优选地，发电机侧的板与转子轴承或主轴承的外环连接或能与其连接。这两种情况涉及到非旋转的部分，从而该部分可以彼此与结构组件连接。
本发明另外的优点在于，一个、多个或优选所有行星齿轮单件地并且不可分开地构造。由此行星齿轮可以占据在轮毂侧的板与发电机侧的板之间的整个宽度，由此在齿面上的压力负载被最小化。
如下证明是特别可行的，行星式传动装置的在齿圈的转速nHo与太阳轮的转速nSo之间的传动比ü=nHo:nSo在1:1.5至1:20范围中，优选地传动比在1:2至1:12范围中，尤其传动比在1:4至1:7的范围中，其中，发电机侧的输出端的转速大于轮毂侧的驱动转速。
如下是在本发明的框架中，即，行星齿轮的直径至少是太阳轮直径的一半大，优选至少一样大，尤其至少是太阳轮直径的一个半大。
发电机应该在径向方向上不凸出超过转子轴承或主轴承。当发电机的外直径大致相应于转子轴承或主轴承的外直径时，那么这两个部分可以单独地或共同地被推入吊舱的内部，例如为清理目的、维护目的或维修目的。
本发明提出将发电机的定子布置，尤其固定在主轴承或转子轴承的发电机侧的板上和/或布置，尤其固定在其外环上。该部分在运行中全部抗相对转动地锚定在吊舱的承载结构上并且因此可以没有问题地相互连接。由此它们可以例如作为共同的结构组件来运输。
通过将发电机的转子与行星式传动装置的太阳轮联接，发电机的转子可以以最大转速来驱动。
本发明通过如下方式得到另一优化方式，即，在发电机的转子与行星式传动装置的太阳轮之间设置有连接件，其优选可以构造为异径件（Reduzierstück）。该异径件负责建立在发电机转子的直径与行星式传动装置的太阳轮的通常较小的直径之间的补偿。
可以设置在一方面的连接件或太阳轮与引导它们的套筒或轴之间的密封件负责阻止来自支承装置和/或行星式传动装置区域的润滑剂进入发电机。
本发明有利的改进方案是，连接件，尤其异径件与支撑轴承联结、连接或集成。该支撑轴承应该额外地稳定较快速旋转的发电机转子并且由此严格地抵抗潜在的不平衡。
支撑轴承可以构造为滚动轴承，从而由此造成的摩擦损失被最小化。
当支撑轴承相对于连接件的配合环固定在转子轴承或主轴承的发电机侧的板上或与其集成在一起时，那么特别稳定的布置被得到。
优选地，发电机转子呈盘形地，优选呈圆环形地构造。在此优选地，转子横截面的径向延伸大于其轴向延伸。这种测量允许最优地充分利用在吊舱中提供的空间。必要时两个或多个这种盘式转子可以在轴向方向上依次布置，以便提升发电机功率。
发电机可以设有永磁体。永磁体特别适用于安装或装配在盘式转子上或盘式转子中。尤其为了该目的，磁板附着在盘式转子上和/或嵌入在该盘式转子中。优选地，磁体的磁极处于其大致平坦的端侧上，面向气隙。
在盘式转子中得出在转子与定子之间的同样呈盘形的气隙，其中，转子优选处于两个定子盘之间。只要（像本发明此外设置的那样）由盘式转子的磁体产生的磁场大致垂直于其底面的气隙地穿过，那么得到磁场的大致轴向参照其旋转轴线的分布。于是得到轴向磁场发电机，通常也被称为轴向发电机。
如下被证明是特别稳定的，即，发电机的定子径向在外部包绕其转子。也就是说两个定子盘在外部通过一种梁连接并且由此相对彼此稳定。在定子盘上或定子盘中优选地运用或使用电线圈，其根据转子的转动状态以不同强度包覆转子磁体的磁流，从而在该电线圈中感应出电压，尤其交变电压。该电压可以例如被整流并且于是再次转换至具有50Hz振荡频率的交变电压中，该交变电压然后被输入供电网络中。
只要发电机具有用于优选液态的冷却介质和/或调温介质的通道，那么存在将该发电机主动冷却的可能性。为此必需的冷却机组可以同样布置在风力设备的吊舱中。
此外本发明的特征在于一种用于缆线或类似物的穿过发电机和/或穿过行星式传动装置的中心贯穿引导部。在该中心贯穿引导部中，例如用于驱动调节转子叶片的迎角的控制线路可以例如借助滑环或另外的转动联结件来穿过引导。
根据本发明的结构组件附着在优选铸造或焊接而成的承载结构件上或与其集成在一起，该承载结构件同时用作吊舱的承载的结构和/或与用于枢转吊舱的方位角轴承连接或集成在一起。由此得到在静态下特别简单的布置。承载结构件可以例如通过侧向的对角支柱将风压力直接传递到吊舱的基板上，该风压力于是从该基板被进一步导入到风力设备的机器舱支架中。
最后如下相应于本发明的理论，即，在承载根据本发明的结构组件的结构件的面向轮毂的端侧上设置有一个或多个附着元件，以便可以在拆卸或装配根据本发明的结构组件期间将风轮的轮毂暂时固定在承载结构件上。附着元件必须足够坚固，以便可以承载整个风轮轮毂包括所有叶片。然后主轴承或转子轴承或与其连接的结构单元可以被检查、维护或维修。紧接着轴承再次被装配，并且在拆掉根据本发明的附着元件后，风轮又可以自由旋转。
附图说明
以本发明为基础的另外的特征、细节、优点和作用从以下对本发明优选实施方式的描述以及借助附图得出。在此：
图1示出穿过具有根据本发明的结构组件的风力设备的吊舱的垂直截面图；
图2示出图1中的但与风力机组分离的根据本发明的结构组件；
图3示出沿着线III-III穿过图2的截面图；以及
图4以放大图示出在运行情况下图1中的细节图IV；
图5示出相应于图4的但在维修或维护位置的图示；以及
图6示出相应于图1的本发明的经修改的实施方式的图示。
具体实施方式
附图中的风力设备1特别易维护地设计。在具有呈圆形的横截面的塔2的上端部上机器舱支架3放置在水平位置上用以方位角调整，该机器舱支架在图1中只是示意性地再现。
当机器舱支架3的一个环固定在塔2的上侧时，那么另一环可以绕着塔轴线4枢转。环为了该目的被未示出的马达驱动，其壳体例如固定在塔2上，并且它的小齿轮例如与能枢转的环的啮合部咬合。
能绕着塔轴线4枢转的承载结构6的上部的板或框架5支撑在机器舱支架3的能枢转的环上。此外承载结构6可以具有后壁7以及具有用于塔2的槽的底板8。侧向的壁板9将底板8、后壁7和上部的板或框架5相互连接在一起并且由此提供承载结构6的足够的坚固性。
在其与后壁7大致对置的侧上，底板8、侧向的壁板9和上部的板或框架5延长直至大致呈圆形的通入口10处。
在通入口10后面的整个空间被外罩11包围，其由于气体动力学的原因轻微拱起地分布并且应将风和坏天气挡在内部空间外，该内部空间用作机器舱或吊舱12并且维护人员可以经由布置在塔2内部的楼梯或梯子13和在塔2的壁中在上侧的出口14到达。
当风力设备1的塔2不可运动并且吊舱12可以绕着垂直轴线4沿方位角方向枢转时，实际的风轮15具有另外的运动自由度，即绕着第二轴线16转动的运动自由度，该第二轴线在吊舱12的区域中沿大致水平方向从塔轴线4伸出来。风轮15本身由轮毂17构成，从该轮毂多个翼或叶片18沿大致径向方向，参照轮毂轴线16伸出来。在此叶片18最终在各一个叶片支架中能绕着它的纵向轴线扭转地支承在轮毂17上，以便例如根据风速被较高强度地或较低强度地调整。
像下面被进一步实施的那样，轮毂17能绕着它的轮毂轴线16扭转地借助根据本发明的结构组件19支承在承载结构6上，该结构组件在图2中放大地再现。
结构组件19包括多个功能单元，即实际的主轴承或转子轴承20、传动装置21，尤其是变速传动装置以及发电机22。
主轴承20处于结构组件19的面向轮毂17的侧上，该主轴承具有两个相互同中心的环，即外环23和内环24。
主轴承20实施为滚动轴承，尤其为滚柱轴承。像可以在图2中识别的那样，一个环、优选内环24具有面向环缝隙25的围绕分布的凸缘26形式的凸鼻，另一环、优选外环23在该凸缘26的区域中分割成两个部分环，即轮毂侧的部分环27和发电机侧的部分环28。凸缘26的两个端侧29、30和优选还有周侧31用作用于至少各一列优选鼓状滚动体32、33的滚动面，另一方面该滚动体也沿着配合环运行。两个部分环27、28具有相互对齐的用于被螺栓35或销插入的孔34，利用该螺栓或销两个部分环27、28相互连接。优选地，孔34从相关的部分环27、28的端侧一直延伸至对置于该部分环的端侧。由此借助插入其中的螺栓，外环23可以固定在吊舱12的承载结构6上。此外，外环23在其外侧可以被承载结构6的空心柱体形的区段36包绕并且由此被引导。
优选地，在外环23与内环24之间的缝隙25在轮毂侧的缝隙通入口区域中被密封。在此是一个或多个围绕分布的密封件37。该密封件本身可以被在外环23的外部的也就是说在轮毂侧的端侧38上固定的、例如旋拧上的环39（部分地）覆盖并且由此被保持。
内环24的外部的也就是说轮毂侧的端侧40用作用于轮毂17的联接面。多个环圈形地布置的附着部件，优选附着孔，尤其具有内螺纹的盲孔，处于联接面或端侧40中，用于旋拧风轮15的轮毂17。利用插入其中的螺栓41，轮毂17相对于内环24的联接面40按压并且锁合地，优选摩擦锁合地固定在那。
在联接面40的径向内部（参照轮毂轴线16），外环23设有切口42，该切口被平的、呈圆环形的端面区段43以及被内凹的、空心柱体形的区段44所限制。环圈状地分布地布置的附着孔45处于平的端面区段43中，用于将轮毂侧的覆盖板46拧紧，该覆盖板设有中心槽47。
槽47的边缘被多个附着孔48环圈状地包围，套筒49在该附着孔上拧紧，该套筒从覆盖板46延伸穿过主轴承20。能绕着轮毂轴线16旋转的齿轮51（优选借助一个或多个滚动轴承50）支承在套筒49上。齿轮51同时形成传动装置21的输出轴。
主轴承20的内环24的内侧设有围绕分布的啮合部52，其将风轮15的转动驱动功率传递到传动装置21上。
当齿轮51用作根据行星式传动装置类型设计的传动装置21的太阳轮时，在主轴承20的内环24的内侧上的围绕分布的啮合部52同时形成其齿圈。齿圈52比太阳轮51具有明显更大的直径。多个啮合的行星齿轮53处于在太阳轮51与齿圈52之间的间隙中，行星齿轮分别与太阳轮51和齿圈52咬合。优选地，行星齿轮比太阳轮51具有更大的直径。出于该原因，行星齿轮53的数量限定为最多六个，优选五个或更少，尤其是四个或更少，例如三个。
行星齿轮53优选支承在共同的行星架或行星齿轮架54上。该行星齿轮架具有板的外形，其优选经由孔55固定在外环23的发电机侧的端侧上，该孔55与在外环23中的，尤其在其部分环27、28中孔34对齐并且被各一个附着螺栓35共同地穿过。
用作行星齿轮架的发电机侧的板54也具有中心槽，太阳轮51的端侧区域56穿过该中心槽地延长或者至少接近于该中心槽并且用作行星式传动装置21的输出端。
用作行星齿轮架的板54的另一侧直接联接发电机22。该发电机具有大致呈盘形的外形并且构造为轴向磁场发电机。
其定子57固定在发电机壳体58中，该壳体具有又在其两个端侧之间穿过的孔59，该孔59一方面与在板54中的孔55对齐而另一方面与在外环23中的孔34对齐。孔34、55、59共同地被附着螺栓35穿过，从而使得结构组件19的所有这些元件（也就是说主轴承20、传动装置21或行星齿轮架-板54和发电机22）可以共同地固定在承载结构6上。当然可能的是，首先利用自己的附着部件将这些部件彼此连接并且随后利用其他附着部件将这些部件共同地固定在承载结构6上，或首先将主轴承20与承载结构6连接，并且随后将传动装置-板54和/或发电机22固定在主轴承20上。
与此相对地，发电机22的转子60经由异径件61，例如借助平行于轴线的螺纹连接件62与太阳轮51的端侧区域56抗相对转动地连接。异径件61是必要的，因为转子60优选呈环形地构造，它的内直径通常大于太阳轮51的外直径。此外，异径件61可以借助另外的轴承63，优选借助滚动轴承，尤其借助滚珠轴承支撑在发电机侧的板54上。为此存在有例如轴承63的外部的环，在该外部的环在它这侧附着在发电机侧的板54上。此外，在异径件61的区域中设置有另外的密封件64，以便保障润滑剂不能从主轴承20或传动装置21进入发电机22中。
优选地，转子60借助平行于轮毂轴线16的螺纹连接件65固定在异径件61上，该螺纹连接件沿着它的内边缘66环圈状地分布地布置。径向在该附着部件外部装备有具有永磁体的呈盘形的转子60，该永磁体在它的平整的侧上具有磁极，从而在定子57与转子60之间的缝隙中得到大致轴向的磁场。为了可以充分利用转子60的两个端侧，定子57在转子60的外周边上包绕转子60。所以在横截面图中可得到定子57大致呈U形的几何结构。呈U形的定子横截面几何机构的两个侧边在此相应于各一个圆环67，其以窄的轴向间距在转子盘60旁边延伸。这两个圆环67中的每一个都用线圈包覆，在该线圈中在转子60旋转时通过分别被环绕的、在转动时改变的磁场感应出电压，该电压随后被抽取并且必要时在电转换后可以输入到供电网络中。
像可以从附图中识别的那样，根据本发明的结构组件19的所有组成部分是中心敞开（mittenfrei）的，从而可以将例如线缆或类似物穿过中心槽一直引入到轮毂17并且因此可以例如触发叶片支架的驱动装置并且/或可以例如经由滑环提供电流。
在图4和图5中再现根据本发明的结构的另外的特点，即在轮毂17与根据本发明的结构组件19之间的连接区域。
像可以识别的那样，该连接借助可松开的螺纹连接件41来设计，该螺纹连接件在需要时可以被松开，以便维护、维修或完全更换例如根据本发明的结构组件19的组成部分。
为了在该情况下风轮15不会掉落而且也不必利用起重机来拆除，额外的附着部件68设置在轮毂17上，也就是说用于将轮毂17和叶片18一起直接固定在承载结构6上。附着部件68参照轮毂轴线16处于相对于螺纹连接件41的径向外部。当螺纹连接件41优选地在轮毂17内部时，额外的附着部件68优选地处于轮毂17的外侧。附着部件可选地布置在轮毂17的围绕分布的凸缘69中或者布置在轮毂17的单独的径向外延部中。优选地额外的附着部件68是平行于轮毂轴线16的、大致环圈状地包围该轴线的、在轮毂17的围绕分布的凸缘69中的孔，其至少在轮毂17或风轮15的特定的转动状态下精确地对齐在承载结构6中的各一个孔70，并且允许经由螺栓71将轮毂17暂时固定在承载结构6上。必要时，位于中间的根据垫圈类型的间隔元件72提供在轮毂17与承载结构6之间的适当的间距。
最后在图6中风力设备1’的其他实施方式被示出。该实施方式与之前所描述的不同首先在于吊舱12’和机器舱支架3’的布置，而塔2、风轮15连同轮毂17和叶片18以及根据本发明的结构组件19可以是完全一样的。
与风力设备1最显著的不同在于，机器舱支架3’的没有固定在塔2上的环没有锚定在吊舱12’的上侧区域中，而是锚定在其下侧区域中。图6示出机器舱支架3’的外环73固定在承载结构6’的下部区域中，但是该承载结构在吊舱12’的下部区域中（除了出入舱口之外）还具有例如贯穿的底板74。另外的元件可以被锚定在底板74上或在底板74处。在此可以想到例如用于冷却发电机22的冷却机组75，在冷却介质流过发电机22的冷却通道并且从那里通过循环最后重新流回到冷却机组75中之前，例如液态的冷却介质在该冷却机组中被冷却。另一方面，驱动马达76也可以锚定在底板74上，该驱动马达例如经由在机器舱支架3’的固定在塔上的环79的内侧上的小齿轮77和啮合部78使吊舱12’沿方位角方向转动。最后吊舱12’的外罩11也可以附着在底板74上。
附图标记列表
1 风力设备
2 塔
3 机器舱支架
4 塔轴线
5 框架
6 承载结构
7 后壁
8 底板
9 侧向的壁板
10 通入口
11 外罩
12 吊舱
13 梯子
14 出口
15 风轮
16 轮毂轴线
17 轮毂
18 叶片
19 结构组件
20 主轴承
21 传动装置
22 发电机
23 外环
24 内环
25 环缝隙
26 凸缘
27 轮毂侧的部分环
28 发电机侧的部分环
29 端侧
30 端侧
31 周侧
32 滚动体
33 滚动体
34 孔
35 螺栓
36 区段
37 密封件
38 端侧
39 环
40 端侧
41 螺栓
42 切口
43 端部表面区段
44 区段
45 附着孔
46 覆盖板
47 槽
48 附着孔
49 套筒
50 滚动轴承
51 太阳轮
52 齿圈
53 行星齿轮
54 板
55 孔
56 区域
57 定子
58 发电机壳体
59 孔
60 转子
61 异径件
62 螺纹连接件
63 轴承
64 密封件
65 螺纹连接件
66 边缘
67 圆环
68 附着部件
69 凸缘
70 孔
71 螺栓
72 间隔元件
73 外环
74 底板
75 冷却机组
76 驱动马达
77 小齿轮
78 啮合部
79 环

Claims (46)

1.结构组件(19)，其具有用于风力设备(1)的风轮(15)的转子轮毂(17)的联接部，以便接受所有在那里出现的力和力矩，所述风力设备的转子转动轴线(16)在运行期间大致指向风向，以及该结构组件具有至少一个转子轴承或主轴承(20)用于将轴向力和径向力以及倾斜力矩传导到所述风力设备(1)的承载结构(6)中，此外还具有用于将所述风轮(15)的旋转能量取出的、呈单级的行星式传动装置(21)形式的装置，所述行星式传动装置(21)与所述转子轴承或主轴承(20)集成在一起，并且其行星齿轮(53)支承在行星齿轮架上并且与太阳轮(51)和齿圈同时咬合，以及所述结构组件(19)具有联接在或能联接在所述行星式传动装置(21)的输出侧上的用于将旋转能量转换成电能的发电机(22)，其中，所述风力设备(1)的转子轴承或主轴承(20)的内环(24)
-在端侧上具有用于连接所述风力设备(1)的转子轮毂(17)的联接面；
-在其外侧具有用于滚动体(32、33)的一个或多个滚道，所述滚动体同时在外环(23)的一个或多个滚道上滚动；以及
-在其内侧上设有围绕分布的啮合部，在所述啮合部上旋转能量被抽取，其中，内环(24)及其内侧上的啮合部形成所述行星式传动装置(21)的齿圈，
其特征在于发电机侧的第一板(54)，所述发电机侧的第一板
-布置在所述转子轴承或主轴承(20)的发电机侧上，也就是布置在所述转子轴承或主轴承(20)的背对转子轮毂(17)的端侧上，
-是与所述转子轴承或主轴承(20)的外环(23)连接的，
-用作所述行星式传动装置(21)的行星齿轮(53)的行星齿轮架，所述行星齿轮与所述转子轴承或主轴承(20)的内环(24)的内侧上的啮合部啮合，
-对所述发电机(22)的定子(57)进行支撑，
-具有中心槽，太阳轮(51)的端侧区域(56)穿过该中心槽地延长或者至少接近于该中心槽并且与所述发电机(22)的转子(60)连接，
并且其特征还在于第二板(46)，所述第二板
-具有大致呈圆形的周边，所述第二板的外直径等于或小于所述转子轴承或主轴承(20)的直径，
-与所述转子轴承或主轴承(20)的内环(24)的面向所述转子轮毂的端侧(43)连接，
-在其上固定有套筒(49)，所述行星式传动装置(21)的太阳轮(51)支承在所述轴承套筒上，
-其中，所述行星式传动装置(21)的太阳轮(51)联接在所述发电机(22)上用以驱动所述发电机。
2.根据权利要求1所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)具有呈盘形的外形并且构造为轴向磁场发电机。
3.根据权利要求2所述的结构组件，其特征在于，所述转子轴承或主轴承(20)的内环(24)构造为所谓的鼻环，其在其外侧上具有围绕分布的凸缘(26)，在所述围绕分布的凸缘(26)的周侧(31)和/或端侧(29、30)上布置有用于多列滚动体(32、33)的多个滚道，所述滚动体同时在外环(23)的多个滚道上滚动。
4.根据上述权利要求之一所述的结构组件，其特征在于，所述转子轴承或主轴承(20)的内环(24)在其面向所述转子轮毂(17)的端侧上具有用于附着所述转子轮毂(17)的联接元件。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述内环(24)上的用于让滚动体(32、33)在其上并沿其运行的滚道以及所述内环的围绕分布的啮合部和/或所述内环的用于附着所述转子轮毂(17)的联接元件通过共同的基体的成型或加工来形成。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述转子轴承或主轴承(20)构造为多列的锥形轴承、鼓形滚子轴承、滚柱轴承。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述转子轴承或主轴承(20)的内环(24)构造为所谓的鼻环，其在其外侧上具有围绕分布的凸缘(26)。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述转子轴承或主轴承(20)的外环(23)划分成轮毂侧的部分环(27)和发电机侧的部分环(28)。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述围绕分布的啮合部在所述转子轴承或主轴承(20)的内环(24)的内侧上同时形成所述行星式传动装置(21)的齿圈。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，结构组件(19)的所有部件，包括所有被联接的输出元件，在轴向方向上位于所述内环(24)的联接面之后。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述行星式传动装置(21)在径向方向上不凸出超过所述转子轴承或主轴承(20)，和/或布置在所述转子轴承或主轴承(20)的径向内部。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述行星式传动装置(21)的行星齿轮架固定在所述风力设备(1)的吊舱(12)的底盘、承载结构(6)或壳体上，和/或布置在至少一个发电机侧的第一板(54)上或者与其集成在一起，所述发电机侧的第一板(54)布置在所述转子轴承或主轴承(20)的背对所述转子轮毂(17)的端侧上。
13.根据权利要求12所述的结构组件，其特征在于，所述发电机侧的第一板(54)与所述转子轴承或主轴承(20)的外环(23)连接或能与所述转子轴承或主轴承(20)的外环(23)连接。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，一个或多个行星齿轮(53)单件式地并且不能分开地构造。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述行星式传动装置(21)具有在1:1.5至1:20范围内的传动比，发电机侧的输出端的转速大于轮毂侧的驱动转速。
16.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)在径向方向上不凸出超过所述转子轴承或主轴承(20)。
17.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)的定子(57)布置在所述主轴承或转子轴承(20)的发电机侧的第一板(54)上。
18.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)的转子(60)联接在所述行星式传动装置(21)的太阳轮(51)上。
19.根据权利要求18所述的结构组件，其特征在于，在所述发电机(22)的转子(60)与所述行星式传动装置(21)的太阳轮(51)之间设置有连接件。
20.根据权利要求19所述的结构组件，其特征在于，在一方面的所述连接件或异径件(61)或所述太阳轮(51)与引导其的套筒(49)或轴之间设置有密封件(37)。
21.根据权利要求19所述的结构组件，其特征在于，所述连接件与支撑轴承(63)联结、连接或集成在一起。
22.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)构造为轴向发电机。
23.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)的定子(57)径向在外部包绕其转子(60)。
24.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)的转子(60)呈盘形地构造，和/或所述发电机(22)设有永磁体。
25.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)具有用于冷却介质和/或调温介质的通道。
26.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于用于缆线的穿过所述发电机(22)和/或穿过所述行星式传动装置(21)的中心贯穿引导部。
27.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述结构组件附着在承载结构(6)上或与所述承载结构(6)集成在一起，所述承载结构(6)同时用作吊舱(12)的承载的结构和/或与方位角轴承(3)连接或集成在一起用以枢转吊舱(12)。
28.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，在承载所述结构组件(19)的承载结构(6)的面向所述轮毂(17)的端侧上设置有一个或多个附着元件(70)，以便能够在拆卸或装配所述结构组件(19)期间将所述风轮(15)的轮毂(17)暂时固定在所述承载结构(6)上。
29.根据权利要求1所述的结构组件，其特征在于，所述第二板的外直径等于或小于所述内环(24)的外直径。
30.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述转子轴承或主轴承(20)的内环(24)在其在面向所述转子轮毂(17)的端侧的联接面上具有用于附着所述转子轮毂(17)的联接元件。
31.根据权利要求4所述的结构组件，其特征在于，所述联接元件构造为呈环圈状地分布地布置的附着孔形式。
32.根据权利要求4所述的结构组件，其特征在于，所述联接元件构造为呈环圈状地分布地布置的带有内螺纹的盲孔形式。
33.根据权利要求7所述的结构组件，其特征在于，在所述围绕分布的凸缘(26)的一个或多个端侧(29、30)和/或周侧(31)上布置有用于一列或多列滚动体(32、33)的滚动面。
34.根据权利要求10所述的结构组件，其特征在于，所述输出元件为传动装置(21)、发电机(22)、制动装置。
35.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所有的行星齿轮(53)单件式地并且不能分开地构造。
36.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述行星式传动装置(21)具有在1:2至1:12范围内的传动比，其中，发电机侧的输出端的转速大于轮毂侧的驱动转速。
37.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述行星式传动装置(21)具有在1:4至1:7范围内的传动比，其中，发电机侧的输出端的转速大于轮毂侧的驱动转速。
38.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)的定子(57)固定在所述主轴承或转子轴承(20)的发电机侧的第一板(54)上。
39.根据权利要求19所述的结构组件，其特征在于，所述连接件能够构造为沿径向方向逐渐变细的异径件(61)。
40.根据权利要求21所述的结构组件，其特征在于，所述连接件是沿径向方向逐渐变细的异径件(61)。
41.根据权利要求21所述的结构组件，其特征在于，所述支撑轴承(63)是滚动轴承。
42.根据权利要求21所述的结构组件，其特征在于，所述支撑轴承(63)相对于所述连接件的配合环固定在所述转子轴承或主轴承(20)的发电机侧的第一板(54)上或与其集成在一起。
43.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)构造为轴向磁场发电机。
44.根据权利要求1-3中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述发电机(22)的转子(60)呈圆环形地构造，和/或所述发电机(22)设有永磁体。
45.根据权利要求25所述的结构组件，其特征在于，所述冷却介质和/或调温介质是液态的。
46.根据权利要求27所述的结构组件，其特征在于，所述承载结构(6)是铸造或焊接而成的。
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