CN104040172B - 风力机组的叶片轴承或机舱轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力机组的具有两个彼此相邻地支承且能相对彼此扭转的环的叶片轴承或机舱轴承,以用于一侧联接到风力机组的轮毂上而另一侧联接到同一风力机组的叶片上,或用于一侧联接到风力机组的塔上而另一侧联接到同一风力机组的吊舱上,其中,两个能相对彼此扭转的环分别设有或抗相对转动地联接有沿圆周延续的内齿部,其目的在于,通过一个或多个绕中央的太阳轮周转的、有齿的行星轮进行共同的齿啮合,这些行星轮本身与有齿的太阳轮咬合。

Description

风力机组的叶片轴承或机舱轴承
技术领域
本发明涉及一种风力机组的具有两个彼此相邻地支承且能相对彼此扭转的、平的环的叶片轴承或机舱轴承,以用于一侧联接到风力机组的轮毂上而另一侧联接到同一风力机组的叶片上,或以用于一侧联接到风力机组的塔上而另一侧联接到同一风力机组的吊舱上。
背景技术
风力机组对所使用的材料和结构单元提出极高的要求。这是因为由于结构高度,(尤其是在风轮和吊舱的区域中的)材料和结构单元一方面应当尽可能轻,使得塔必须能承载住它们;另一方面这些元件会遭受极大的力(尤其是风压和暴风)并且因此必须极其稳定。由此,在特别的程度上在叶片轴承和机舱轴承的区域中产生了特别的困难,这是因为这些叶片轴承和机舱轴承本来就具有很大的直径,而由于重量的原因却具有与直径相比很小的横截面,从而尤其是在联接到其上的结构组件发生变形的情况下不能排除变形。这又导致相关轴承的严重的内部张力并由此导致相关轴承的提高的磨损以及明显减小的使用寿命。特别是在大多使用在叶片轴承或机舱轴承中的向心轴承中,环的径向变形(其中,该环的理想的圆形被扭曲,例如椭圆形地扭曲) 是特别不利的,这不仅因为由此会使滚动轴承的各单个滚动体过载,而且还因为覆盖缝隙的密封装置以区段的形式变得不密封并且于是使润滑剂泄漏,或者甚至会使湿气或异物侵入。另一方面,这些轴承的主动枢转(为了调整叶片定位角度或吊舱定向)也对为此所使用的机械装置提出了提高的要求,这是因为由于很大的质量在此要克服巨大的惯性力。很大的伺服马达又伴随很大的重力并且因此应当避免。
发明内容
从所描述的现有技术的缺陷得出本发明所要解决的问题在于,以如下方式改进风力机组的这种叶片轴承或机舱轴承,即,能使用尽可能小的马达来枢转所联接的单元;在可能的情况下,在此这些轴承所能达到的运行寿命即使在风力机组的塔尖端的区域中不利的运行条件下也应当是最大的。
该问题的解决方案通过如下方式来实现,即,在风力机组的这种叶片轴承或机舱轴承中,两个彼此相邻地支承且能相对彼此扭转的、平的环分别设有或抗相对转动地(drehfest)联接有各一个沿圆周延续的内齿部,其目的在于,通过一个或多个绕中央的太阳轮周转的、有齿的行星轮进行共同的齿啮合,这些行星轮本身与有齿的太阳轮咬合。
尤其是当两个沿圆周延续的内齿部具有不同但优选彼此仅稍微有差别的齿数z1、z2,也就是说,例如齿数的差Δz=|z1-z2|为10个齿或更少,优选差Δz为7个齿或更少,尤其是差Δz为3个齿或更少时,这样的系统用作传动装置。
当(像本发明进一步规定的那样)啮合到其中的行星轮在两个齿啮合部的区域中的齿部具有相同的齿数时,那么得出了如下工作方式,其中,两个内齿部(以及进而承载它们的环)在行星轮完全周转的情况下仅以(Δz/z1)*360°的相对转动角度α相对彼此扭转。因此,这样的传动装置具有极大的转速减速比并因此具有相应大的扭矩传动比。因此,具有很小的额定力矩的比较小的驱动马达足够用于驱动。但这样的较小的驱动马达却节省了重量。
已证实有利的是,两个环中的每一个都分别设有或联接有各一个盘,尤其是圆盘。这些优选部分地或完全地占据径向在相关的环内部的面的盘在很大的程度上有助于加固相关的环(以及进而整个根据本发明的轴承)。这样的处于轴承平面中的盘以最大的阻力抵抗正好径向的变形并且由此保护密封装置以防止润滑剂的泄漏以及湿气或异物的侵入。通过为两个(在不考虑齿部的走向的情况下)分别具有保持不变的横截面圆周的环中的每一个都设有这样的盘的方式,确保了每个环的圆形保持不变,并且因此确保了相关的轴承的不损伤滚动体和它们的滚道的运行以及该轴承的最优的密封作用。这两个盘根据实施方式可以与相关的环螺接,或者焊接、铆接或以其他方式连接。例如通过使相关的部件同时在铸模中从熔融状态固化成固体的方式将环和盘一体成型为唯一的部件也是可行的。
此外,通过将两个盘分别固定在各一个环的彼此对置的平的端侧上的方式,它们还得到了类似于覆盖件和撑托架的静态支撑的作用。因此,通过这种双盘结构得到了相对于所有作用力来说极大的刚性。此外,在这两个盘之间提供有空腔,在其中可以保护以防外部干扰地安装根据本发明的传动元件。在此,可以中断一个或两个盘,只要这例如为了引导结构元件或类似物穿过是必需的;不必担心在一个或两个盘中由有限的凹部导致的静态损害。
通过将两个盘彼此平行布置以及被轴承的转动轴线垂直穿过的方式,它们既不会产生不平衡,也不会在轴承扭转时改变其质量分布,这尤其在绕另一转动轴线旋转的轮毂中对于避免关于这个“上置的 (übergeordnet)”转动轴线的不平衡来说是很重要的。
在本发明的框架内适宜的是,在两个盘之间的间距大致与内环的高度相应或略大于该高度。通过这种规格确定,在轴向方向上也可以在两个能相对彼此扭转的结构组件,即分别在环和盘之间保持缝隙,这对两个结构组件之间的平稳的可相对扭转性是必要的。
本发明可以通过如下方式进行改进,即,行星轮悬浮地(fliegend),也就是说无行星架地(steglos)支承在两个盘之间。由此,行星轮可以延伸经过在两个盘之间的空腔的整个轴向结构高度,由此齿侧的局部压力负载减小到在技术上可能的最小值,而同时轴承的结构高度也保持尽可能小。
为了悬浮地支承行星轮,这些行星轮在两个盘之间进行引导。在此,行星轮的端侧沿着两个盘的内侧滑动。为了减小在此出现的摩擦,本发明进一步规定,盘在它们的内侧上和/或行星轮在它们的端侧上具有能减小摩擦的衬层。
其他优点由如下得出,即,行星轮空心地构造并且具有大致呈柱体形套状的造型。由此,显著地节省了重量;尤其是当内齿部和太阳轮的直径彼此有很大差别并且行星轮因此非常大时。此外,由此进一步减小在行星轮与盘之间的摩擦。
为了联接和/或支承太阳轮,至少一个盘可以具有中央的凹部。在那里,驱动功率可以从安装在外面的马达引入传动装置中。
在本发明的第一实施方式的框架内,太阳轮具有用于与轴承的转动轴线同中心的驱动马达的马达轴的联接部。为此,太阳轮可以具有例如形式为盲孔或通孔的轴向凹部。当该凹部可以通过在盘中的与它对齐的凹部从外部触及时,驱动马达的输出轴可以在那里插入太阳轮中并且例如借助弹簧抗相对扭转地(verdrehfest)固定。
最后,对应于本发明教导的是,太阳轮尤其是在两个盘之间的空腔的另一边(jenseits)具有(附加的)齿部,以用于与驱动小齿轮或驱动螺杆咬合地啮合。由此,一方面可以导致进一步的减速,这是因为这种(附加的)齿部的直径明显大于小齿轮的直径,或者说这是因为螺杆驱动装置带来了极大的减速比;另一方面,太阳轮在这样的情况下可以具有完全中空(mittenfrei)的套管的造型,也可以这么说,可以具有在它的两个端侧之间完全贯穿的凹部。这允许缆线或类似物被引导穿过支承装置,以便例如将电缆从吊舱向下铺设到塔中。
附图说明
由以下对本发明的优选实施方式的描述以及借助附图得出基于本发明的其他特征、细节、优点和作用。其中:
图1示出根据本发明的叶片轴承或机舱轴承沿着轴承的转动轴线的截面;
图2示出图1中的叶片轴承或机舱轴承横向于其转动轴线的截面;
图3示出在根据图1的轴承的截面视图中的放大的截段;
图4在与图1相应的图示中示出本发明的经修改的实施方式,其带有用法兰连接的驱动马达;
图5在与图3相应的图示中示出本发明的另一实施方式;以及
图6在与图3相应的图示中示出本发明的经再次修改的实施方式。
具体实施方式
在附图中表示的1、1’设计用于用作风力机组的叶片轴承或机舱轴承。
叶片轴承将转子叶片与风力机组的风轮的轮毂连接并且允许相关的转子叶片的定位角度与当前的风强度相匹配。它的转动轴线平行于相关的转子叶片的纵向轴线并且径向于转子轮毂的转动轴线。根据本发明的叶片轴承可以与风力机组的这两个组件连接,但这两个组件在附图中并没有表示。
通过机舱轴承,吊舱或机舱能绕竖直轴线转动地固定在风力机组的塔的上端部上。由此,风轮的定向可以始终与当前的风方向相匹配。根据本发明的机舱轴承可以与风力机组的这两个组件连接,但这两个组件在附图中并没有表示。
虽然机舱轴承通常具有比同一风力机组的叶片轴承更大的直径以及更大的承载能力,这是因为机舱轴承必须承载施加到多个转子叶片的风力的和以及风轮和吊舱的重量。
但是如果不考虑有差别的量级,这两个轴承类型具有一系列共同性:这两个轴承类型,即叶片轴承和机舱轴承,都不连续地转动,而是仅依赖于风方向和风强度进行调整。在风方向和风速是均匀的情况下,它们仅稍微或根本不发生扭转。扭转大多经由电动马达很缓慢地进行。在调整时要施加的力几乎仅是惯性力并且因此是相对静态出现的重力和/或风力来说比较小的。
因为这两个轴承类型的结构因此是基本上相同的,所以它们在附图中并没有进行区分,也就是说示出的轴承1、1’在相应的设计方案中既可以用作风力机组的叶片轴承也可以用作风力机组的机舱轴承。
像可以从图1和图4识别出的那样,该轴承1、1’的与众不同的元件分别是两个圆环形或圆盘形的板2、2’或3、3’,它们彼此平行地且与相关的轴承1、1’的转动轴线4同中心地布置,并且在上面或在下面封闭相关的轴承1、1’。在两个板2、2’之间的间隙中存在有原本的支承装置。
在根据图1至图3的实施方式中,设置有具有球形滚动体5的双列球轴承,这些滚动体在两个轴承环,即外轴承环7与内轴承环8之间的缝隙6中滚动。为此,在轴承环7、8的面向缝隙6的侧上分别设置有滚道,即滚道9,尤其是直接加工到相关的环的基体中。在示出的实施方式中,这些滚道9分别具有凹地拱曲的横截面,该横截面大致居中地由沿圆周延续的环槽10分成上部区域和下部区域。这两个横截面区域中的每一个所跟随的圆周线,其拱曲半径略大于球形滚动体5 的半径。由此,每个滚动体-球5与轴承环7、8相应于四点接触球轴承地分别得到两个接触点。
在此要注意,在本发明中使用具有球形滚动体5的双列轴承并不是强制性的;取而代之地或附加地,也可以使用柱体形的、筒形的、锥形的或针形的滚动体。例如,在图4中图示出了单列球轴承;在滚子轴承中通常设置有三列,这三列一侧沿着一个轴承环7、8的布置在缝隙6中的、沿圆周延续的凸缘的两个侧面和端侧运行,而另一侧沿着相应另一轴承环8、7的以一定间距围绕该凸缘的槽运行。
像可以从图3很好地识别出的那样,两个轴承环7、8具有平的上侧和/或下侧。当轴承环7的平的上侧11齐平地贴靠在上部的板2的同样是平的内侧时,另一轴承环8的平的下侧12安置在下部的板3的平的内侧上。为了将这些分别相互邻接的元件2、7;3、8抗相对转动地彼此连接,在这些元件中分别布置有绕轴承转动轴线4呈圆圈形地分布的、与轴承转动轴线4平行的孔13、14;15、16,这些孔由于相应的数量和间距分别成对地彼此对齐,从而可以借助在那里穿插过去的螺栓、螺纹销或类似物分别将轴承板2、3与各一个轴承环7、8抗相对转动地连接。当然,也可以想到分别将各一个轴承板2、3与各一个轴承环7、8一体式制造;但这在技术上是非常耗费的并且因此在实践中很少遇到,尽管原则上并不排除这种变型方案。
像还可以从图3识别出的那样,内轴承环8在轴向方向上在轴承板2、3的两个内侧之间延伸,但仅与两者中的一个连接。相对于另一个则存在很小的间距,从而使得在那里的轴承板2可以连同与其连接的外环7一起相对由内环8和轴承板3组成的结构组件平稳地进行扭转。
根据图3,径向靠内的轴承环8的内侧通过大致居中地在两个板2、 3之间延伸的水平平面17在结构上被分成两个区域:当在图3中的下部的区域设有加工到在此呈空心柱体形的轴承环8中的直的内齿部18 时,上部区域与此相对地径向向外回缩或回跳。在根据图3的实施方式中,该回跳部沿着从上向下径向于转动轴线变细的锥面19延伸。在尖端处的锥面19的打开角度处于大约60°的量级。
通过这个向上加剧地向外回缩的锥面19为另一环形部件20提供了位置,该环形部件的径向的外侧21设计成相对锥面19的对应部。该环20的柱体形的内面设有加工到环20的空心柱体形的内侧中的直的内齿部22。齿18、22的径向内置的直的端侧具有到转动轴线4相等的间距rH
该环形部件20具有基本上呈梯形的造型,在其水平延伸的上侧 23上成形出扁平的沿圆周延续的凸缘24。该凸缘形状锁合地 (formschlüssig)啮合到在上部的轴承板2的下侧11上的沿圆周延续的沟槽25或槽中并由此与其对中。此外,它与轴承板2可选地通过夹接、粘接、焊接或类似方式抗相对转动地连接。
由此得到如下结构,其中,在内轴承环8内部上下叠置地设置有两个内齿部18、22,其中,下部的齿部区域18与内环8和在图3中的下部的轴承板3抗相对转动地连接,而上部的齿部区域22则经由上部的轴承板2抗相对转动地与外环7连接。在此要注意的是,这两个齿部18、22具有彼此稍微有差别的齿数z1、z2,也就是说|z1-z2|>0。
在轴承1的与转动轴线4同中心的中心处存在具有半径rS的太阳轮26,其能绕转动轴线4转动地支承在一个或优选两个轴承板2、3上,并且在其外侧上设有沿圆周延续的端面齿部27。在太阳轮26的能从外部触及的端侧28上或中设置有用于驱动马达的输出轴的容纳部29,例如设置有用于置入弹簧的槽。这类驱动马达的壳体可以固定,尤其是用法兰连接在相关的轴承板2上,必要时也可以经由接在中间的传动装置,尤其是减速传动装置。太阳轮26的齿部27基本上延伸经过在两个轴承板2、3之间的间隙的整个轴线平行的高度。
由于中央的太阳轮26,使得有效保留在轴承板2、3和两个内齿部18、22之间的空腔30拥有环形的具有径向延伸尺寸e=rH-rS的造型。多个分别设有端面齿部31的行星轮32在这个环形的空腔30中周转,这些行星轮的直径d略大于环形空腔30的径向延伸尺寸e,也就是说 d-e>0,从而使得所有行星轮32既分别与太阳轮26也分别与两个内齿部18、22咬合。
行星轮32以比较薄的壁厚w在它们的两个端侧之间连续空心地构造,该壁厚优选等于或小于行星轮31的直径d的1/4:w≤1/4*d,优选等于或小于行星轮31的直径d的1/6:w≤d/6,尤其是等于或小于行星轮31的直径d的1/8:w≤d/8。由此,行星轮32是非常轻的,并且在它们的内部存在有很大的空腔以用于容纳润滑剂,例如润滑脂。
此外,行星轮32悬浮地,也就是说无行星架地支承在两个轴承板 2、3之间。为了这个目的,轴承板2、3的内侧和/或行星轮32的端侧设有例如由铁氟龙或类似物制成的能减小摩擦的衬层。
该系统的作用方式如下:因为驱动马达的壳体固定在轴承板2上,而该轴承板的输出轴固定在太阳轮26上,所以在通过驱动马达转动驱动太阳轮26时在太阳轮26与至少一个内齿部22之间的相对扭转v不等于0:v≠0;也就是说,太阳轮26、行星轮32以及承载内齿部18、 22的环7、8的共同周转是不能实现的。具体来说,行星轮32绕它们各自的轴线转动并因此在两个内齿部18、22上滚动。
因为两个内齿部18、22的齿数z1、z2彼此不同(即使是彼此稍微不同),行星轮32在相对内齿部18的一个完整的相对周转的情况下走过相对角度α=360°,相应地α=z1*360°/z1;同时,但相对另一内齿部22的相对角度β是β=z1*360°/z2≠360°,这是因为z1≠z2。也就是说,由此得出两个内齿部18、22相对彼此以α-β=z1*360°/z1-z1*360°/z2=360°*(1-z1/z2)=360°*(z2/z2-z1/z2)=360°*( z2-z1)/z2相对扭转。也就是说,Δz=z2-z1与z1或z2的比越小,那么由太阳轮26、行星轮32以及内齿部18、22组成的传动装置的减速比就越大,并且驱动马达的额定功率可以选择得越小。但是,对于Δz=z2-z1存在有下极限,该下极限由行星轮32的数量p以及它们一侧与太阳轮 26而另一侧与以区域形式相对彼此错开的内齿部18、22的共同的啮合得出,即:Δz≥p,尤其是Δz=k*p,其中k=1、2、3…。只要满足这个条件,在行星轮32的啮合点上在内齿部18、22之间的齿错位就分别相应地正好达到一个或多个齿,并且在啮合部位上使两个内齿部18、 22的在那里的齿对齐。
在图4中示出了根据本发明的轴承的另一实施方式1’,其与轴承 1不同之处在于是中空的,也就是说在中心处可以引导穿过缆线等,例如在是机舱轴承的情况下可以让人攀越过去。虽然基本结构与在轴承1 的情况下相同,但还存在有如下一系列区别特征:
一方面,承载上部的齿部22的环20’在这种情况下并不具有呈梯形的横截面,而是基本上呈盘形或环盘形地设计并且装入上部的板2’与外环7’之间。所有三个元件2’、7’、20’具有彼此对齐的孔并且通过插入其中的螺栓、销或类似物抗相对转动地彼此连接。这比在轴承实施方式1中环20与板2的夹接、粘接或焊接更简单且更高效。在这种情况下,两个轴承环7’、8’本身的轴向结构高度自然比两个轴承板2’、 3’之间的间距要小。
与前面所描述的实施方式1的另一区别在于,与内环8’连接的轴承板3’径向扩宽直至到外环7’之下或超过外环7’,从而使得在两个轴承环7’、8’之间的缝隙6’被它覆盖。在相应扩宽的轴承板3’的与外环7’搭接的区域中可以布置有一个或多个密封装置。为了这个目的,在根据图4的实施方式1’中,在相关的轴承板3’的内侧的靠外地搭接的区域中设置有一个或多个沿圆周延续的槽33,以用于分别放入密封环。
实施方式1’的到目前为止所描述的特征原则上也可以使用在根据图1至图3的轴承实施方式1中。
而轴承1’的中空性通过如下方式来实现,即,在那里代替几乎实心的太阳轮26使用了管34,该管在轴承1’的两个轴承板2’、3’之间完全穿过该轴承并且至少在两个轴承板2’、3’之间的间隙30的高度上设有外齿部。
如图4进一步所示,该管34明显长于轴承1’在其轴承板2’、3’上测得的轴向延伸尺寸。尤其在驱动侧,也就是在图4中的上部,管 34明显凸出于在那里的板2’;在该板2’的上方或外部,在管34上插装有齿轮35并且抗相对转动地固定。驱动马达37的小齿轮36与该齿轮咬合,该小齿轮本身相对转动轴线4’偏心地布置并且因此并不妨碍缆线等穿过管34。
驱动马达37的壳体锚接,尤其是螺接在用于管34的最靠近的端部,在图4中为上端部的轴承护板38上。优选地,该轴承护板38并不直接贴靠在相关的轴承板2’上,而是通过环39与其间隔开。在轴承板2’、轴承护板38与间隔环39之间的由此提供的空腔40中既存在齿轮35的位置而且也存在驱动马达37的与之咬合的小齿轮36的位置。在环形的轴承护板38的中心处的凹部的空心柱体形地拱曲的内侧与管 34之间一方面存在有滚动轴承41并且另一方面存在有密封装置42。
第二轴承护板43固定在对置的轴承板3’上,但在那里优选没有间隔环。在同上为环形的第二轴承护板43的中心处的凹部的空心柱体形地拱曲的内侧与管34之间不仅有滚动轴承44而且还有密封装置45。
在图4的驱动马达37非直接联接的情况下,通过齿轮35与小齿轮36的不同的直径得到了附加的减速,这就允许使用具有进一步减小的额定功率的驱动马达37。
虽然图4中的实施方式1’表现得比图1中的实施方式1更紧凑,但是这两个实施方式原则上也能够以相应另一实施方式1、1’的尺寸来制造。
在图5和图6中表示了本发明的其他实施方式。这些实施方式与根据图1至图3的实施方式尤其在滚动轴承的设计方面相互区别。
在根据图1至图3的实施方式1中设置有双列四点接触球轴承,其中,滚动体5在缝隙6的大致呈(空心)柱体形的边界面中的滚道9 之间滚动,而在根据图5的实施方式1’’中在轴承环(在所示情况下为径向靠内的轴承环46)的面向缝隙6的周边上设置有沿圆周延续的凸缘47,该凸缘在其上侧和下侧上的横截面分别经由凹的横向拱曲部连续且优选也可有区别地过渡到相关的轴承环(在这里为径向靠内的轴承环46)的紧接着的(空心)柱体形的走向中,该横向拱曲部具有优选大致恒定的横向拱曲半径。由此提供的空心凹口分别用作用于各一列球形滚动体49的滚道48,这些滚动体完全或主要用于传递在两个轴承环46、50之间的轴向力,而且为了这个目的在相应另一轴承环50 上同样分别存在有滚道51,该滚道具有类似的横向拱曲半径并且因此像第一滚道48那样沿着滚动的滚动体49最优地紧贴着这些滚动体。其中每个滚动体列49可以分别配属有一个或多个注油嘴52,经由它们为相关的滚动体列49供给润滑脂。
在轴向方向上优选大致居中地位于两个另外的滚动体列49之间的另一列滚动体53承担在轴承环46、50之间的径向力的传递。该滚动体在这里必要时可以是圆柱滚子53,它们一侧在环绕的凸缘47的自由端侧上而另一侧在另一轴承环46、50的与凸缘对置的(空心)柱体形的区段54上滚动,其中,它们的旋转轴线与轴承实施方式1’’的转动轴线平行地,也就是在轴向方向上定向。
相应另一轴承环50、46包围第一轴承环46、50的凸缘47。尽管如此,为了能够实现装配,相应地将没有凸缘47的轴承环50、46分成两个环55、56,这两个环在轴向方向上相继叠置或上下叠置并且在组装时可以分开地从两侧套到设有凸缘47的环46、50上。两个环55、56在组装好的状态下面式地相互贴靠并且分别具有彼此对齐的紧固孔 57,以用于将紧固螺栓、(支撑)销或类似物穿插过去。
实施方式1(3)与最后所描述的结构形式1’’的区别尤其在于,在推力轴承的框架内代替球形滚动体53而使用了滚子58,其中,每一个滚动列的旋转轴线59都位于共同的平面内并且此外还分别径向地从轴承转动轴线延伸出去。与此相应地,配属的滚道60、61在这种情况下构造成平的、环形的盘。
附图标记列表
1 轴承 26 太阳轮
2 板 27 端面齿部
3 板 28 端侧
4 转动轴线 29 容纳部
5 滚动体 30 空腔
6 缝隙 31 端面齿部
7 轴承环 32 行星轮
8 轴承环 33 槽
9 滚道 34 管
10 环槽 35 齿轮
11 上侧 36 小齿轮
12 下侧 37 驱动马达
13 孔 38 轴承护板
14 孔 39 间隔环
15 孔 40 空腔
16 孔 41 滚动轴承
17 平面 42 密封装置
18 内齿部 43 轴承护板
19 锥面 44 滚动轴承
20 环形部件 45 密封装置
21 径向外侧 46 轴承环
22 内齿部 47 凸缘
23 上侧 48 滚道
24 凸缘 49 滚动体
25 沟槽 50 轴承环
51 滚道
52 注油嘴
53 滚动体
54 区段
55 环
56 环
57 紧固孔
58 滚子
59 旋转轴线
60 滚道
61 滚道。

Claims (8)

1.一种风力机组的具有两个彼此相邻地支承且能相对彼此扭转的环(7、8;7’、8’)的叶片轴承或机舱轴承(1;1’;1”;1(3)),以用于一侧联接到风力机组的轮毂上而另一侧联接到同一风力机组的叶片上,或以用于一侧联接到风力机组的塔上而另一侧联接到同一风力机组的吊舱上,其中,两个能相对彼此扭转的环(7、8;7’、8’)分别设有各一个沿圆周延续的内齿部(18、22;18’、22’)或分别抗相对转动地联接有各一个沿圆周延续的内齿部(18、22;18’、22’),其目的在于,通过一个或多个绕中央的太阳轮(26、34)周转的、有齿的行星轮(32;32’)进行共同的齿啮合,所述行星轮本身与有齿的所述太阳轮(26、34)咬合,其特征在于,所述太阳轮(26、34)是在两个轴承板(2’、3’)之间完全穿过轴承(1;1’)的管(34),并且所述太阳轮(26、34)在所述两个轴承板(2’、3’)之间的空腔(30)的另一边具有齿部(35)以用于与驱动小齿轮(36)或驱动螺杆咬合地啮合,其中,两个所述环(7、8;7’、8’)中的每一个分别设有各一个轴承板(2、3;2’、3’)或分别联接有各一个轴承板(2、3;2’、3’),并且两个所述轴承板(2、3;2’、3’)分别固定在各一个环(7、8;7’、8’;46、50)的彼此对置的平的端侧上。
2.根据权利要求1所述的叶片轴承或机舱轴承(1;1’;1”;1(3)),其特征在于,所述轴承板是圆盘。
3.根据权利要求1或2所述的叶片轴承或机舱轴承(1;1’;1”;1(3)),其特征在于,两个所述轴承板(2、3;2’、3’)彼此间以如下间距平行地布置,所述间距大致与内环(8;8’;46)的高度相应。
4.根据权利要求1或2所述的叶片轴承或机舱轴承(1;1’;1”;1(3)),其特征在于,所述轴承板(2、3;2’、3’)在它们的内侧上具有能减小摩擦的衬层。
5.根据权利要求1或2所述的叶片轴承或机舱轴承(1;1’;1”;1(3)),其特征在于,所述行星轮(32;32’)悬浮地,也就是说无行星架地支承在两个所述轴承板(2、3;2’、3’)之间。
6.根据权利要求1或2所述的叶片轴承或机舱轴承(1;1’;1”;1(3)),其特征在于,所述行星轮(32;32’)空心地构造并且具有大致呈柱体形套状的造型。
7.根据权利要求1或2所述的叶片轴承或机舱轴承(1;1’;1”;1(3)),其特征在于,至少一个轴承板(2、3;2’、3’)具有中央的凹部以用于联接和/或支承所述太阳轮(26;34)。
8.根据权利要求1或2所述的叶片轴承或机舱轴承(1;1’;1”;1(3)),其特征在于,两个沿圆周延续的内齿部(18、22;18’、22’)具有不同的齿数。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103742603A (zh) * 2013-12-09 2014-04-23 镇江新区科力迪机电科技有限公司 多点啮合内外齿轮大速比减速机
USD828424S1 (en) * 2015-12-18 2018-09-11 Porsche Lizenz-Und Handelsgesellschaft Mbh & Co. Kg Watch winder
US10495069B2 (en) * 2016-01-22 2019-12-03 Noel Richard Potter Stabilizing a wind turbine assembly
CN107777148A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 洽兴包装工业(中国)有限公司 双管混合搅拌出料笔
CN106763603B (zh) * 2017-03-24 2019-10-18 哈尔滨工业大学 一种行星螺纹滚柱轴承
DE102017114584A1 (de) 2017-06-29 2019-01-03 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlagen-Drehverbindung, und Windenergieanlage mit selbiger
US10677290B2 (en) * 2017-10-13 2020-06-09 General Electric Company Wind turbine pitch bearing with line contact rolling elements
US10975842B2 (en) 2018-08-25 2021-04-13 Samuel Messinger Wind turbine propeller regulator to produce uninterrupted electricity and longer bearing life
US11215164B2 (en) 2018-08-25 2022-01-04 Samuel Messinger Wind turbine propeller regulator to produce uninterrupted electricity and longer bearing life
CN109950835B (zh) * 2019-03-14 2024-03-26 青岛理工大学 矿井暗道柔性推进布线机装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10020901A1 (de) * 2000-04-28 2001-11-22 Diro Gmbh & Co Kg Seilzugverstellvorrichtung
CN1668846A (zh) * 2002-07-15 2005-09-14 通用电气公司 风力发电设备及其轴承组件

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10003350A1 (de) * 2000-01-27 2001-08-09 Diro Gmbh & Co Kg Verstellvorrichtung
JP2006077753A (ja) 2004-09-13 2006-03-23 Akihisa Matsuzono 回転加算駆動制御装置
WO2009048403A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-16 Aktiebolaget Skf Device for changing a blade pitch of a blade in a wind turbine rotor
DE202009018547U1 (de) * 2009-10-06 2012-01-19 Imo Holding Gmbh Wolfromgetriebe

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10020901A1 (de) * 2000-04-28 2001-11-22 Diro Gmbh & Co Kg Seilzugverstellvorrichtung
CN1668846A (zh) * 2002-07-15 2005-09-14 通用电气公司 风力发电设备及其轴承组件

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EP2795115A1 (de) 2014-10-29
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