DE102004017323A1

DE102004017323A1 - Pitch control for blade in wind powered generator has a servo drive to vary the pitch and with a separate locking system to hold the basic pitch up to a set wind speed

Info

Publication number: DE102004017323A1
Application number: DE102004017323A
Authority: DE
Inventors: Gerd Kroll; Alf Trede; Peter Quell
Original assignee: Repower Systems SE
Current assignee: Senvion GmbH
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2005-11-03

Abstract

A pitch control for a blade in a wind powered generator has the blade shaft (6) mounted in the hub support (1) by a ring bearing (4, 5) and with a servo drive (7) to vary the pitch above a preset wind speed. The basic pitch is fixed by a separate locking system (8) which secures the pitch without play and without any stress on the servo drive.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einer Rotornabe mit mindestens einem Rotorblatt.The The present invention relates to a wind turbine with a Rotor hub with at least one rotor blade.

Bekannte Windenergieanlagen sind häufig so ausgebildet, dass das Rotorblatt um seine Längsachse in unterschiedliche Winkelstellungen an der Rotornabe drehbar gelagert ist. Als Blattlager werden in der Regel ringförmige Kugellager eingesetzt, die einen Außenring aufweisen, der beispielsweise fest mit der Rotornabe verbunden ist, und einen Innenring der entsprechend fest mit dem Rotorblatt verbunden ist. Weiterhin weisen bekannte Windenergieanlagen Verstelleinrichtungen auf, über die eine vorgegebene Winkelstellung des Rotorblattes eingestellt werden kann.Known Wind turbines are often like that formed so that the rotor blade about its longitudinal axis in different Angular positions is rotatably mounted on the rotor hub. As a leaf store are usually annular Ball bearings used, which have an outer ring, for example firmly connected to the rotor hub, and an inner ring of the corresponding firmly connected to the rotor blade. Furthermore, known Wind turbines on adjusting, on a predetermined angular position of the rotor blade can be adjusted.

Windenergieanlagen sind in der Regel so ausgelegt, dass sie in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit nur bis zum Erreichen einer vorab bestimmten maximalen Leistungsabgabe alle Energie aus dem Wind aufnehmen. Liegen Windverhältnisse vor, durch die die Anlage eine höhere Leistung als eine gewünschte Nennleistung erzeugen würde, so ermöglicht die verstellbare Ausbildung des Rotorblattes, dass die Windangriffsfläche des Rotorblattes so ausrichtbar ist, dass die Leistungsabgabe der Windenergieanlage in Abhängigkeit von der Windstärke regelbar ist, wobei die Rotorblätter so verstellt werden, dass die Anlage dann eine konstante Nennleistung abgibt.Wind turbines are usually designed so that they depend on the wind speed only until reaching a predetermined maximum power output absorb all energy from the wind. If there are wind conditions, through the the plant a higher Power as a desired rated power would produce so allows the adjustable design of the rotor blade, that the wind attack surface of the Rotor blade is so aligned that the output of the wind turbine dependent on adjustable by the wind force is, with the rotor blades be adjusted so that the plant then a constant rated power emits.

Der Bereich, in dem eine Windenergieanlage ohne Verstellung der Winkeleinstellung des Rotorblattes gefahren wird, also bis zur Erzeugung einer Nennleistung, wird Teillastbereich genannt. Liegen Windverhältnisse vor, die eine Leistungsregelung über die Verstellung der Rotorblätter erfordert, wird vom Vollastbereich gesprochen.Of the Area where a wind turbine without adjusting the angle setting the rotor blade is driven, ie until the generation of a nominal power, is called part load range. If there are wind conditions that provide power control over the Adjustment of the rotor blades is required, is spoken by the full load range.

Bekannte Verstelleinrichtungen können als Antrieb zum Beispiel einen hydraulischen Verstellantrieb oder einen elektrische Verstellantrieb aufweisen. Verstelleinrichtung mit einem hydraulischen Verstellantrieb sind in der Regel so ausgebildet, dass die Linearbewegung des Hydraulikzylinders in eine entsprechende Drehbewegung umgewandelt wird, wobei der Hydraulikzylinder über eine entsprechende Anlenkung zwischen der Rotornabe und dem Rotorblatt angeordnet ist.Known Adjustment can as a drive, for example, a hydraulic adjustment or have an electric adjustment. adjustment with a hydraulic adjusting drive are usually designed so that the linear movement of the hydraulic cylinder in a corresponding Rotational motion is converted, the hydraulic cylinder via a corresponding articulation between the rotor hub and the rotor blade is arranged.

Die Verstelleinrichtung mit einem elektrischen Antrieb ist so ausgebildet, dass der Innenring des Blattlagers, der fest mit dem Rotorblatt verbunden ist, eine Innenverzahnung aufweist. An der Rotornabe ist ein Ritzel so angeordnet, dass es in Eingriff mit der Verzahnung des Innenrings ist. Das Ritzel ist über ein Getriebe mit einem elektrischen Motor gekoppelt. Zur Einstellung der vorgegebenen Winkelstellung wird das Ritzel mittels des Motors angetrieben, so dass das Rotorblatt aufgrund des Eingriffs des Ritzels mit der Verzahnung des Innenrings mitgedreht wird. Es ist aber auch bekannt, für die oben beschriebene Verstellein richtung statt des elektrischen Antriebs einen hydraulischen Antrieb zu verwenden.The Adjustment device with an electric drive is designed such that the inner ring of the blade bearing, which is fixed to the rotor blade is connected, has an internal toothing. At the rotor hub is a pinion so arranged that it meshes with the gearing of the inner ring is. The pinion is about a gear with a coupled electric motor. For setting the default angular position the pinion is driven by means of the motor, so that the rotor blade due to the engagement of the pinion with the teeth of the inner ring is turned. But it is also known for the above-described Verstellein direction to use a hydraulic drive instead of the electric drive.

Die bekannte Verstelleinrichtung mit einem elektrischen Antrieb weist den Nachteil auf, dass die Verzahnung des Ritzels und/oder des Blattlagers im Laufe der Zeit verschleißen kann. Hinzu kommt, dass eine Windenergieanlage in Abhängigkeit von ihrem Standort bis zu 90% im Teillastbereich gefahren wird. Im Teillastbereich ist die Winkelstellung des Rotorblatts in der Regel 0°, dass bedeutet, dass sich ständig nur dieselben ein bis zwei Zähne der Verzahnung im Eingriff befinden, und diese somit einem hohen partiellen Verzahnungsverschleiß ausgesetzt sind.The known adjusting device with an electric drive has the disadvantage that the teeth of the pinion and / or the blade bearing wear out over time can. In addition, a wind turbine depends on from their location up to 90% in the partial load range is driven. in the Part load range is the angular position of the rotor blade in the rule 0 ° that means that constantly just the same one to two teeth the teeth are engaged, and thus a high partial Gear wear exposed are.

Erschwerend kommt beim Betrieb im Teillastbereich noch hinzu, dass sich ändernde Windverhältnisse und das notwendigerweise vorhandene Zahnflanken- und Triebstrangspiel zu einer zyklischen Bewegung im Rotorblatt führt und dadurch zusätzlich dynamische Belastungen auftreten, die den Verschleiß der in Eingriff befindenden Zähne zusätzlich erhöht.aggravating When operating in the partial load range is still added that changing wind conditions and the necessarily existing tooth flank and drive train play to a cyclic Movement in the rotor blade leads and in addition dynamic loads occur that reduce the wear of the Engaging teeth additionally elevated.

Wenn es zu einem Verschleiß der Lagerverzahnung gekommen ist, besteht die Möglichkeit, das komplette Lager auszutauschen oder durch Drehen des verzahnten Rings neue Zähne in Eingriff zu bringen. Bei beiden Möglichkeiten muss jedoch immer vorab das Rotorblatt demontiert werden, wodurch hohe Reparaturkosten entstehen.If it is a wear of Gearing has come, there is the possibility of the complete camp replace or by turning the toothed ring new teeth engaged bring to. In both ways However, the rotor blade must always be dismantled in advance, creating high Repair costs arise.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Windenergieanlage, mit der die Einstellung einer vorgegebenen Winkelstellung eines Rotorblattes möglichst verschleißfrei in einfacher und kostengünstiger Weise ermöglicht wird.task The present invention is the creation of a wind energy plant, with the setting of a predetermined angular position of a rotor blade preferably wear in easier and cheaper Way allows becomes.

Gelöst wird die Aufgabe mit einer Windenergieanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1.Is solved the task with a wind turbine with the features of the claim 1.

Eine Windenergieanlage gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Rotornabe auf, an der mindestens ein Rotorblatt um seine Längsachse in unterschiedlichen Winkelstellungen drehbar gelagert ist, wobei die Einstellung des Rotorblatts in eine vorgegebene Winkelstellung über eine Verstelleinrichtung erfolgt.A Wind turbine according to the present The invention has a rotor hub on which at least one rotor blade around its longitudinal axis is rotatably mounted in different angular positions, wherein the setting of the rotor blade in a predetermined angular position over a Adjustment takes place.

Erfindungsgemäß ist in der Windenergieanlage gesondert zu der Verstelleinrichtung eine Arretiereinrichtung vorgesehen, die ein spielfreies Halten des Rotorblatts bewirkt.According to the invention is in the wind turbine separate from the adjusting a Arre provided tiereinrichtung which causes a play-free holding the rotor blade.

Das Vorsehen einer Arretiereinrichtung zum spielfreien Halten eines Rotorblatts bietet den Vorteil, dass die oben beschriebenen dynamischen Wechsellasten, die aufgrund von zyklischen Blattbewegungen entstehen, unterbunden werden können. Zyklische Blattbewegungen z. B. bedingt durch sich ändernde Windverhältnisse stellen immer eine große Belastung für die gesamte Windenerigeanlage und insbesondere für die Verstellantriebe dar, denn sie führen dazu, dass alle damit verbundenen Komponenten verstärkt beansprucht werden und dementsprechend schneller verschleißen. Die vorliegende Erfindung bietet demgegenüber den Vorteil, dass durch das spielfreie Halten der Rotorblätter der Verschleiß insbesondere im Verstellantrieb auf vorteilhafte Weise minimiert wird.The Providing a locking device for play-free holding a Rotor blade offers the advantage that the dynamic described above Alternating loads resulting from cyclic blade movements, can be prevented. Cyclic blade movements z. B. due to changing wind conditions always put a big burden for the entire wind turbine and in particular for the adjusting drives, because they lead to increase the stress on all related components and wear out faster. The present invention offers in contrast the advantage that by the play-free holding the rotor blades of the Wear in particular is minimized in the adjustment in an advantageous manner.

Der Einsatz der vorliegenden Erfindung ist in Windenergieanlagen mit Rotorblattverstelleinrichtungen jeglicher Art, wie zum Beispiel einer Verstelleinrichtung mit einem hydraulischen Antrieb denkbar. Besonders vorteilhaft wird die vorgesehene Arretiereinrichtung in Verbindung mit einer Verstelleinrichtung, die über einen elektrischen Zahnradantrieb eine vorgegebene Winkelstellung des Rotorblatts einstellt.Of the Use of the present invention is in wind turbines with Rotor blade adjustment of any kind, such as an adjustment with a hydraulic drive conceivable. Especially Advantageously, the proposed locking device in conjunction with an adjusting device, which via an electric gear drive a Preset angular position of the rotor blade sets.

Wie oben bereits erwähnt, wird eine Windenergieanlage standortabhängig oft zu ca. 90 % im Teillastbereich betrieben. Dies hat zur Folge, dass bei einer verzahnten Verstelleinrichtung ständig nur einige wenige Zähne im Eingriff sind, die entsprechend stark belastet werden. Bei einer verzahnten Verstelleinrichtung treten neben sich ändernden Windverhältnissen auch noch ein Zahnflanken- und Triebstrangspiel auf, das zu zusätzlichen Zahnbelastungen führt. Diese Zahnbelastungen werden durch die vorliegende Erfindung auf vorteilhafte Weise minimiert, da die Zähne tatsächlich nur während des Verstellens in eine vorgegebene Winkelstellung belastet werden. Nachdem eine Winkelstellung eingestellt wurde, werden die Zähne nur noch statisch belastet. Statische Belastungen bieten im Vergleich mit dynamischen Wechsellasten den Vorteil, einen wesentlich geringeren Verschleiß der Verzahnung zu bewirken, so dass mit der vorliegenden Erfindung eine deutliche Verschleißminderung der Verzahnung einer Verstelleinrichtung erreicht wird.As already mentioned above, Depending on the location, a wind energy plant will often be about 90% in the partial load range operated. This has the consequence that in a toothed adjustment constantly only a few teeth are engaged, which are correspondingly heavily loaded. At a toothed adjuster occur next to changing wind conditions also a tooth flank and drivetrain game, the additional to Tooth loads leads. These tooth loads are due to the present invention advantageously minimized because the teeth actually only during adjustment be charged in a predetermined angular position. After a Angle position was set, the teeth are only statically loaded. Provide static loads in comparison with dynamic alternating loads the advantage of a much lower wear of the teeth so that with the present invention a significant wear reduction the toothing of an adjustment is achieved.

Die Verstellung der Rotorblätter wird neben der Leistungsregelung auch als Hauptbremssystem genutzt. Ein Abbremsen der Windenergieanlage kann zum Beispiel dann erforderlich sein, wenn bestimmte Betriebsstörungen auftreten oder wenn die Anlage gewartet werden soll. Ein Abbremsen über die Blattverstellung erfolgt dergestalt, dass die Rotorblätter in die sogenannte Fahnenstellung gedreht werden. Mit der Fahnenstellung wird das Herausdrehen der Rotorblätter aus dem Wind bezeichnet, so dass, wie bei einer Fahne, dem Wind nur eine minimale Angriffsfläche geboten wird und somit die notwendige Energie zur Aufrechterhaltung der Drehbewegung des Rotors nicht mehr aus dem Wind aufgenommen werden kann. Dies hat zur Folge, dass die Anlage gestoppt oder zumindest in eine sehr langsame Drehbewegung versetzt wird.The Adjustment of the rotor blades is used in addition to the power control as the main brake system. A slowdown of the wind turbine can then be required, for example be, if certain malfunctions occur or when the system is to be maintained. A slowdown over the Blade adjustment takes place in such a way that the rotor blades in the so-called flag position are turned. With the flag position is the unscrewing of the rotor blades from the wind called, so that, as with a flag, the wind offered only a minimal attack surface and thus the necessary energy to maintain the Rotational movement of the rotor can no longer be absorbed from the wind can. This has the consequence that the plant is stopped or at least is placed in a very slow rotational movement.

Die Möglichkeit, eine Windenergieanlage über das Drehen der Rotorblätter in die Fahnenstellung abbremsen zu können, muss immer gewährleistet sein. In vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemäße Arretierungseinrichtung daher so ausgebildet, dass die Arretierung des Rotorblatts in einem solchen Fall überfahrbar ist, das heißt, dass das Rotorblatt mittels der Verstelleinrichtung in die Fahnenstellung drehbar ist, ohne das die Arretiereinrichtiung zwingend entriegelt werden muss oder Teile der Windenergieanlage dabei zerstört werden.The Possibility, a wind turbine over turning the rotor blades to be able to brake into the flag position, must always be guaranteed be. Advantageously, the locking device according to the invention Therefore, designed so that the locking of the rotor blade in one such case can be overrun is, that is, the rotor blade can be rotated by means of the adjusting device into the feathering position is, without the locking device are necessarily unlocked or parts of the wind turbine must be destroyed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Arretiereinrichtung so ausgebildet, dass sie das Rotorblatt bei mindestens einer vorgegebenen Winkelstellung spielfrei hält. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die definierte Arretiereinrichtung lediglich so ausgebildet sein muss, das zum Beispiel bezogen auf eine verzahnte Verstelleinrichtung besonders belastete Zähne entlastet werden. Zwar sind auch die übrigen Zähne insbesondere im Vollastbereich einem Verschleiß ausgesetzt, dieser ist aber vernachlässigbar im Vergleich mit dem Verschleiß, dem die relevanten Zähne ausgesetzt sind, wenn die Anlage im Teillastbereich betrieben wird.According to one Another advantageous embodiment of the invention is the locking device designed so that it the rotor blade at least one predetermined Angle position keeps play. These Design has the advantage that the defined locking device only has to be designed so, for example, based on a toothed adjustment relieves particularly loaded teeth become. Although the others are Teeth in particular In the full load range exposed to wear, but this is negligible in comparison with the wear, exposed to the relevant teeth are when the system is operated in the partial load range.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Arretiereinrichtung eine Spannkulisse und eine Spannvorrichtung auf, wobei die Spannvorrichtung direkt oder indirekt mit dem Rotorblatt gekoppelt ist und die Spannkulisse ortsfest mit der Rotornabe verbunden ist. Denkbar wäre aber auch der umgekehrte Fall, nämlich dass die Spannvorrichtung ortsfest mit der Rotornabe verbunden ist und die Spannkulisse direkt oder indirekt mit dem Rotorblatt gekoppelt ist.According to one further advantageous embodiment of the invention, the locking device has a Spannkulisse and a clamping device, wherein the clamping device is coupled directly or indirectly with the rotor blade and fixed the clamping scenery connected to the rotor hub. Conceivable, however, would be the reverse Case, namely that the tensioning device is fixedly connected to the rotor hub and the tension gate directly or indirectly coupled to the rotor blade is.

In der vorbestimmten Winkelstellung ist die Spannvorrichtung dergestalt in Eingriff mit der Spannkulisse, dass eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft entsteht, die eine Verspannung des verzahnten Rings des Blattlagers zwischen der Spann kulisse und dem Ritzel des Verstellantriebs bewirkt. Das bedeutet, dass die Spannkulisse und die Spanneinrichtung in einen gegenseitigen Eingriff gelangen, wenn das Rotorblatt über die Verstelleinrichtung in eine vorbestimmte Winkelstellung gedreht wird. Dabei sind die Spannkulisse und die Spannvorrichtung so zueinander angeordnet, dass das Zahnflankenspiel, das zwischen dem Ritzel und dem verzahnten Ring des Blattlagers vorhanden ist, aufgrund einer zwischen der Zahnkulisse und dem Ritzel auftretenden Verspannung aufgehoben wird, so dass eine spielfreie Positionierung des Rotorblatts erreicht wird und die relevanten Zähne nur noch einer statischen oder schwellenden Belastung ausgesetzt sind.In the predetermined angular position, the clamping device is in such a manner in engagement with the tensioning gate, that a force acting in the circumferential direction is formed, which causes a tension of the toothed ring of the blade bearing between the clamping backdrop and the pinion of the adjustment. This means that the clamping slide and the clamping device come into mutual engagement when the rotor blade is rotated via the adjusting device in a predetermined angular position. The clamping slide and the clamping device are arranged to each other so that the backlash, that is present between the pinion and the toothed ring of the blade bearing, is canceled due to a tension occurring between the tooth gear and the pinion, so that a play-free positioning of the rotor blade is achieved and the relevant teeth are exposed only to a static or swelling load.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass mit einer Arretiereinrichtung, die einen relativ einfachen Aufbau aufweist und zudem wenig Platz benötigt, eine teilweise oder komplette Entlastung ausgewählter, in Eingriff befindender Zähne ermöglicht wird.The inventive design offers the advantage of having a locking device, the one has relatively simple structure and also requires little space, a partial or complete discharge of selected, engaged Teeth is possible.

Weiterhin bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung den besonderen Vorteil, dass die Arretiereinrichtung selbsttätig arbeitet. Das heißt, sobald die vorbestimmte Winkelstellung eingestellt worden ist, greift auch die Arretiereinrichtung. Die Arretiereinrichtung muß nicht über das Betriebsführungssystem der Windenergieanlage betätigt werden, sondern die Arretiereinrichtung ist so ausgebildet, dass sie unter bestimmten Voraussetzungen automatisch eine Verspannung des Blattlagers und das damit verbundene spielfreie Halten des Rotorblatts erzeugt.Farther offers the embodiment of the invention the particular advantage that the locking device works automatically. This means, once the predetermined angular position has been set, engages also the locking device. The locking device does not have over the Operating system of the Wind turbine operated but the locking device is designed so that Under certain conditions, they automatically create a tension of the blade bearing and the associated play-free holding of the rotor blade generated.

Weiterhin erfüllt die erfindungsgemäße Ausgestaltung die sogenannte "Fail-Safe-Anforderung", das heißt, dass es bei einem Versagen der Arretiereinrichtung nicht zu einer Blockierung der Rotorblätterverstellung kommt, sondern dass die Rotorblattverstellung auch bei einem Ausfall der Arretiereinrichtung problemlos funktioniert.Farther Fulfills the embodiment of the invention the so-called "fail-safe requirement", that is, that it does not cause a blockage if the locking device fails the rotor blade adjustment comes, but that the rotor blade adjustment even in case of failure the locking device works fine.

Um eine entsprechende Verspannung des verzahnten Blattlagerrings zwischen dem Ritzel und der Spannkulisse zu erreichen, wäre es ausreichend, wenn die Spannvorrichtung starr ausgebildet wäre. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Spannvorrichtung ein elastisches Spannelement auf, das so ausgebildet und angeordnet ist, dass die durch den Eingriff zwischen Spannkulisse und Spannvorrichtung entstehende Kraft in Umfangsrichtung vorteilhaft verstärkt wird.Around a corresponding tension of the toothed bearing ring between To achieve the pinion and the tensioning gate, it would be sufficient if the Clamping device would be rigid. According to a further advantageous Embodiment of the invention, the tensioning device has an elastic Clamping on, which is designed and arranged so that the by the engagement between the clamping slide and tensioning device resulting force is advantageously reinforced in the circumferential direction.

Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass mit Hilfe des elastischen Spannelements zum Beispiel Abnutzungserscheinungen oder auch Ungenauigkeiten, die bei der Montage der Spannkulisse und der Spannvorrichtung entstehen können, ausgeglichen werden.These Design offers the advantage that with the help of the elastic Clamping element, for example, signs of wear or inaccuracies, which arise during assembly of the clamping slide and the clamping device can, be compensated.

Diese Ausgestaltung bietet zudem den Vorteil, dass zum Zeitpunkt da die Spannkulisse und die Spannvorrichtung in Eingriff gelangen, dieser Eingriff aufgrund des elastischen Spannelements abgefedert werden kann, so dass ein weicher Eingriff erreicht wird und die entsprechenden Komponenten der Anlage keinen übermäßig starken Belastungen ausgesetzt sind.These Design also offers the advantage that at the time because the Spannkulisse and the tensioning device engage, this Intervention be cushioned due to the elastic tensioning element can, so that a soft intervention is achieved and the corresponding Components of the plant are not overly strong Loads are exposed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Spannvorrichtung als Spannelement mindestens eine Feder auf oder das Spannelement ist als Feder ausgebildet, wobei auch mehrere als Paket gebündelte Federn denkbar sind. Die Feder kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine degressive Federkennlinie aufweisen, wobei als Feder unter anderem eine Tellerfeder, eine Blattfeder oder auch eine Torsionsfeder denkbar wäre.According to one further advantageous embodiment of the invention, the clamping device as a clamping element at least one spring on or the clamping element is designed as a spring, with several bundled as a package springs are conceivable. The spring can according to a further advantageous embodiment of the invention, a degressive Have spring characteristic, wherein as a spring, inter alia, a plate spring, a leaf spring or a torsion spring would be conceivable.

Die oben beschriebene Ausgestaltung für eine erfindungsgemäße Windenergieanlage betrifft eine Arretiereinrichtung die so ausgebildet ist, dass das Rotorblatt dadurch spielfrei gehalten wird, dass es verspannt wird. Es wäre aber auch durchaus denkbar gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Arretiereinrichtung so auszubilden sein, dass das Rotorblatt über andere kraftschlüssige Verbindung gehalten wird. Denkbar wäre aber auch, dass die Arretiereinrichtung so ausgebildet ist, dass sie das Rotorblatt über eine formschlüssige Verbindung spielfrei hält.The above-described embodiment of a wind turbine according to the invention relates to a locking device which is designed so that the Rotor blade is kept free of play that it is braced. It would be but also quite conceivable according to one further embodiment of the invention, the locking device so be formed, that the rotor blade on other non-positive connection is held. It would be possible but also that the locking device is designed so that they the rotor blade over a form-fitting Connection keeps free of play.

Eine Arretiereinrichtung, die das Rotorblatt mittels einer formschlüssigen Verbindung hält, kann zum Beispiel gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung so ausgebildet sein, dass zwischen dem rotierenden Ring des Blattlagers und dem Rotorblatt, eine Arretierscheibe angeordnet ist. An der Rotornabe ist eine Arretiereinrichtung angeordnet, die einen ausfahrbaren Bolzen aufweist. Die Arretierscheibe weist mindestens eine Aufnahmebohrung auf, die so angeordnet ist, dass bei der Einstellung des Rotorblatts in eine vorbestimmte Winkelstellung der Bolzen in die Aufnahmebohrung einführbar ist, wobei die Aufnahmebohrung vorzugsweise konisch ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die spielfreie Lasthaltung von der Arretiereinrichtung übernommen und die im Eingriff befindlichen Zähne entlastet bzw. lastfrei gehalten.A Locking device, the rotor blade by means of a positive connection holds, can Example according to a further advantageous embodiment of the invention so formed be that between the rotating ring of the blade bearing and the Rotor blade, a locking disc is arranged. At the rotor hub a locking device is arranged, which is an extendable Bolt has. The locking disc has at least one receiving bore on, which is arranged so that when adjusting the rotor blade in a predetermined angular position of the bolt is inserted into the receiving bore, wherein the receiving bore is preferably conical. In this way, the play-free load bearing is taken over by the locking device and the engaged teeth relieved or no load held.

Die oben beschriebenen Arretiereinrichtungen sind so ausgebildet, dass sie das Rotorblatt in mindestens einer vorbestimmten Winkelstellung halten. Denkbar wäre aber auch, zum Beispiel für jede relevante Winkelstellung eine Arretiereinrichtung vorzusehen oder eine Arretiereinrichtung einzusetzen, die so ausgebildet ist, dass das Rotorblatt in mehreren vorbestimmten Winkelstellungen spielfrei gehalten werden kann.The Locking devices described above are designed so that They the rotor blade in at least one predetermined angular position hold. It would be possible but also, for example to provide each relevant angular position a locking device or to use a locking device which is designed that the rotor blade in a number of predetermined angular positions backlash can be held.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wäre aber auch denkbar, die Arretiereinrichtung so auszubilden, dass sie das Rotorblatt nicht nur in mindestens einer vorbestimmten Winkelstellung spielfrei hält, sondern sie so auszubilden, das sie in der Lage ist, das Rotorblatt einer beliebigen Winkelstellung spielfrei zu halten.According to a further advantageous embodiment, however, it would also be conceivable to design the locking device such that it not only keeps the rotor blade free of play in at least one predetermined angular position, but rather to design it in such a way that it is capable of rotating the rotor blade at an arbitrary angle keep the position free of play.

Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass insbesondere bei einer Rotorblattverstellung, die über einen Zahnradantrieb erfolgt, eine Entlastung der Zähne in jeder Winkelstellung ermöglicht wird. Das bedeutet, dass die Zähne zum Beispiel nicht nur im Teillastbereich entlastet werden, sondern dass auch eine Entlastung der Zähne ermöglicht wird, wenn die Anlage im Vollastbereich betrieben wird. Dies bietet insbesondere dann Vorteile, wenn zum Beispiel Windverhältnisse vorliegen, die über mehrere Stunden eine bestimmte Winkelstellung erfordern, die im Vollastbereich liegt. In einem solchen Fall können die dann beanspruchten Zähne mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung vorteilhaft entlastet bzw. lastfrei gehalten werden.These Embodiment has the advantage that, in particular in the case of a rotor blade adjustment, the above a gear drive takes place, a relief of the teeth in each Angle position allows becomes. That means the teeth For example, not only in the partial load range are relieved, but that also relieves the teeth allows when the system is operated at full load. This offers especially then advantages, for example, wind conditions present, over several hours require a certain angular position in the Full load range is. In such a case, the then claimed Teeth with the embodiment of the invention advantageously relieved or kept free of load.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Arretiereinrichtung so ausgebildet sein, dass das Rotorblatt über eine formschlüssige Verbindung spielfrei gehalten wird. Denkbar ist aber auch hier, dass die Arretiereinrichtung das Rotorblatt über eine kraftschlüssige Verbindung spielfrei hält. Als kraftschlüssige Verbindung wäre z. B. gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine Rotorblattbremse denkbar. Eine Rotorblattbremse kann so ausgebildet sein, dass aufgrund von Reibwirkung ein Bremsmoment erzeugt wird, dass eine Bewegung des Rotorblatts vermindert oder bei Stillstand verhindert. Eine Rotorblattbremse kann weiterhin so ausgebildet sein, dass sie ein maximales Bremsmoment erzeugt, wobei dieses maximale Bremsmoment vorteilhafterweise kleiner als das maximale Antriebsmoment der Verstelleinrichtung ist, so dass das Bremsmoment im Bedarfsfall überwindbar ist.According to one Another advantageous embodiment of the invention, the locking device be formed so that the rotor blade via a positive connection is kept free of play. It is also conceivable here, however, that the locking device the Rotor blade over a non-positive Connection keeps free of play. As non-positive Connection would be z. B. according to a advantageous embodiment of the invention, a rotor blade brake conceivable. A rotor blade brake may be designed so that due to Frictional action a braking torque is generated, that a movement of the Rotor blade reduced or prevented at standstill. A rotor blade brake can also be designed so that they have a maximum braking torque generated, this maximum braking torque advantageously smaller as the maximum drive torque of the adjustment, so that the braking torque can be overcome if necessary.

Als Rotorblattbremse kann z.B. eine Scheibenbremse eingesetzt werden, die eine zwischen dem Blattlager und dem Rotorblatt eingelegte Bremsscheibe mit der erforderlichen Haltekraft beaufschlagt. Es wäre aber auch denkbar, dass die Rotorblattbremse eine Magnetbremse oder eine Trommelbremse ist.When Rotor blade brake may e.g. a disc brake can be used the one between the blade bearing and the rotor blade inserted brake disc subjected to the required holding force. It would be also conceivable that the rotor blade brake a magnetic brake or a Drum brake is.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Windenergieanlage eine zweite Verstelleinrichtung aufweisen, die als Arretiereinrichtung fungiert und gemeinsam mit der ersten Verstelleinrichtung, ein spielfreies Halten des Rotorblatts bewirkt, indem beide Verstelleinrichtungen gegeneinander verspannt sind.According to one Another advantageous embodiment of the invention, the wind turbine a having second adjusting device, which serves as a locking device acts and together with the first adjustment, a backlash Holding the rotor blade causes, by both adjusting against each other are tense.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden zum Teil durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren offenbart oder sind zum Teil durch die Beschreibung nahegelegt.Further Advantages of the present invention will be in part apparent from the following Description of the figures disclosed or are in part by the Description suggested.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren schematisch dargestellt sind, beschrieben werden. Es zeigen:in the The following is the invention based on embodiments that are described in the Figures are shown schematically, will be described. Show it:

1 in einer Draufsicht einen Kopplungsbereich einer Rotornabe mit einen nicht dargestellten Rotorblatt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage, 1 1 is a top view of a coupling region of a rotor hub with a rotor blade, not shown, according to a first exemplary embodiment of a wind turbine according to the invention;

2 in einer Detailansicht die Verstelleinrichtung und die Arretiereinrichtung der 1 2 in a detailed view of the adjusting and the locking device of 1

3 detaillierte Ausführung eines Spannelement zur Verwendung in einer Arretiereinrichtung, 3 detailed embodiment of a tensioning element for use in a locking device,

4 Schnittansicht des Spannelements entlang der in 3 dargestellten Lini I-I, 4 Section view of the clamping element along the in 3 illustrated Lini II,

5 Draufsicht eines Kopplungsbereichs einer Rotornabe und eines Rotorblatts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Windenergieanlage, 5 Top view of a coupling region of a rotor hub and a rotor blade according to a second embodiment of the wind energy plant according to the invention,

6 Teilseitenansicht eines Kopplungsbereichs einer Rotornabe und eines Rotorblatts gemäß einem Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Windenergieanlage, 6 Partial side view of a coupling region of a rotor hub and a rotor blade according to an embodiment of the wind turbine according to the invention,

7 Teilseitenansicht eines Kopplungsbereichs einer Rotornabe und eines Rotorblatts gemäß einem Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Windenergieanlage. 7 Partial side view of a coupling region of a rotor hub and a rotor blade according to an embodiment of the wind turbine according to the invention.

Die 1 zeigt eine Rotornabe 1 für eine Windenergieanlage mit einem Kopplungsbereich 2, der so ausgebildet ist, dass ein Rotorblatt mit seiner Blattwurzel mit der Rotornabe 1 koppelbar ist, wobei das Rotorblatt aus Ansichtsgründen in der 1 nicht dargestellt ist.The 1 shows a rotor hub 1 for a wind turbine with a coupling area 2 , which is designed so that a rotor blade with its blade root with the rotor hub 1 can be coupled, wherein the rotor blade for reasons of view in the 1 not shown.

In dem Kopplungsbereich 2 ist ein Blattlager 3 angeordnet, über dass das Rotorblatt mit der Rotornabe 1 gekoppelt ist. Das Blattlager 3 weist einen Außenring 4 auf, der fest mit der Rotornabe 1 verbunden ist. Weiterhin weist das Blattlager 3 einen Innenring 5 mit einer Innenverzahnung auf, der fest mit dem nicht dargestellten Rotorblatt verbunden ist und drehbar in dem Außenring 4 angeordnet ist.In the coupling area 2 is a leaf store 3 arranged over that the rotor blade with the rotor hub 1 is coupled. The leaf store 3 has an outer ring 4 on, stuck with the rotor hub 1 connected is. Furthermore, the leaf bearing 3 an inner ring 5 with an internal toothing, which is fixedly connected to the rotor blade, not shown, and rotatable in the outer ring 4 is arranged.

Innerhalb des Blattlagers 3 weist die Rotornabe 1 eine Durchgangsöffnung 6 auf, durch die Monteuren zu Montage- und Wartungsarbeiten ein Zugriff auf z. B. das Blattlager 3 ermöglicht wird.Inside the leaf warehouse 3 has the rotor hub 1 a passage opening 6 on, by the fitters for assembly and maintenance work access to z. B. the blade bearing 3 is possible.

Die Winkelstellung des Rotorblatts zu der Rotornabe 1 ist verstellbar. Die Winkelstellung erfolgt in der Regel über eine Verstelleinrichtung 7. Bekannte Verstelleinrichtung können zum Beispiel einen elektrischen Verstellantrieb oder einen hydraulischen Verstellantrieb, der eine Rototationsbewegung erzeugt, aufweisen. Der Verstellantrieb kann, wie in dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, über ein nicht dargestelltes Getriebe ein Ritzel antreiben, das über eine Welle drehbar mit der Rotornabe gekoppelt ist und weiterhin so angeordnet ist, dass es in Eingriff mit der Innenverzahnung des Innenrings 5 des Blattlagers 3 ist.The angular position of the rotor blade to the rotor hub 1 is adjustable. The angular position is usually via an adjustment 7 , most te adjustment can, for example, an electric adjustment or a hydraulic adjustment, which generates a Rototationsbewegung have. The adjusting drive, as in the illustrated first embodiment, drive via a gear, not shown, a pinion, which is rotatably coupled via a shaft to the rotor hub and is further arranged so that it engages with the internal toothing of the inner ring 5 of the leaf store 3 is.

Um einen bestimmten Winkelbetrag verschoben zu der Verstelleinrichtung ist eine Arretiereinrichtung 8 angeordnet, die so ausgebildet ist, dass der Innenring 5 mit seiner Verzahnung zwischen der Arretiereinrichtung 8 und der Verstelleinrichtung 7 verspannt ist.By a certain angle shifted to the adjustment is a locking device 8th arranged, which is formed so that the inner ring 5 with its toothing between the locking device 8th and the adjustment 7 is tense.

Damit das Rotorblatt um 360° verdrehbar ist, sind die Arretiereinrichtung 7 und die Innenverzahnung des Innenrings 5 und damit auch das Ritzel der Verstelleinrichtung 7 nicht auf gleicher Höhe angeordnet, sondern die Arretiereinrichtung 8 des dargestellten Ausführungsbeispiel ist unterhalb der Innenverzahnung des Innenrings angeordnet.So that the rotor blade can be rotated by 360 °, are the locking device 7 and the internal toothing of the inner ring 5 and thus also the pinion of the adjustment 7 not arranged at the same height, but the locking device 8th The illustrated embodiment is arranged below the internal toothing of the inner ring.

Die 2 zeigt in einem Detailausschnitt die Arretiereinrichtung 8 und die Verstelleinrichtung 7 sowie einen Ausschnitt des Blattlagers 3 der 1.The 2 shows in a detail cut the locking device 8th and the adjusting device 7 and a section of the leaf store 3 of the 1 ,

Wie weiter oben bereits ausführlich diskutiert, befindet sich das Ritzel 7 zu ca. 90% des Betriebs der Windenergieanlage in Eingriff mit mindestens einem bestimmten, und daher besonders belasteten Zahn 14 des Innenrings 5. Dieser Zahn wird in der Regel 0°-Zahn genannt.As discussed in detail above, there is the pinion 7 about 90% of the operation of the wind turbine in engagement with at least one particular, and therefore particularly stressed tooth 14 of the inner ring 5 , This tooth is usually called 0 ° tooth.

Um aufgrund von sich ändernden Windverhältnissen sowie durch Zahnflanken- und Triebstrangspiel auftretenden, oben beschriebenen zyklischen Bewegungen zu vermeiden, weist das dargestellte erste Ausführungsbeispiel weiterhin eine Arretiereinrichtung 8 auf, die so ausgebildet ist, dass das Rotorblatt in einer vorbestimmten Winkelstellung, im dargestellten Beispiel handelt es sich um die 0°-Stellung, spielfrei gehalten wird.To avoid occurring due to changing wind conditions and by tooth flank and drivetrain, described above cyclic movements, the illustrated first embodiment further comprises a locking device 8th on, which is designed so that the rotor blade in a predetermined angular position, in the example shown is the 0 ° position, is held without play.

Die Arretiereinrichtung 8 besteht aus einer Spannkulisse 9, die an dem Innenring 5 des Blattlagers 3 angeordnet ist, sowie einer Spannvorrichtung 10, die auf der Rotornabe 1 angeordnet ist. Die Spannvorrichtung 10 weist ein Spannelement 11 auf, das in radialer Richtung elastisch hin- und herbeweglich ist.The locking device 8th consists of a tensioning backdrop 9 attached to the inner ring 5 of the leaf store 3 is arranged, and a tensioning device 10 on the rotor hub 1 is arranged. The tensioning device 10 has a clamping element 11 on, which is elastically reciprocating in the radial direction.

Das spielfreie Halten durch die Arretiereinrichtung 8 wird dadurch erreicht, dass beim Drehen des Rotorblatts über die Verstelleinrichtung 7 es bei ca. 1 ° zu einer Berührung zwischen der Spannkulisse 9 und dem Spannelement 11 der Spannvorrichtung 10 kommt. Bei einer weiteren Drehung bis zur vorbestimmten 0°-Stellung weicht das Spannelement 11 entsprechend der Kontur der Spannkulisse 9 aus und erzeugt dabei eine elastische Kraft in radialer Richtung, die aufgrund der Spannkulissenkontur eine ca. gleich große Kraft in Umfangsrichtung hervorruft. Die in Umfangsrichtung wirkende Kraft bewirkt, dass der Innenring 5 in Richtung des auf dem Innenring 5 dargestellten Pfeiles gedrückt wird, so dass der 0°-Zahn gegen die, rechts von ihm liegende Zahnflanke 12 des Ritzels 7 anschlägt, wodurch der Innenring zwischen dem Ritzel 7 und der Spannkulisse 9 verspannt wird.The play-free holding by the locking device 8th is achieved in that when turning the rotor blade via the adjusting device 7 It is at about 1 ° to a contact between the clamping scenery 9 and the tensioning element 11 the tensioning device 10 comes. Upon further rotation to the predetermined 0 ° position, the clamping element gives way 11 according to the contour of the clamping scenery 9 and thereby generates an elastic force in the radial direction, which causes an approximately equal force in the circumferential direction due to the Spannkulissenkontur. The force acting in the circumferential direction causes the inner ring 5 in the direction of the on the inner ring 5 shown arrow is pressed so that the 0 ° tooth against the tooth flank lying to the right 12 of the pinion 7 abuts, causing the inner ring between the pinion 7 and the tensioning scenery 9 is strained.

In den 3 und 4 ist eine detaillierte Ausführung für ein Spannelement dargestellt.In the 3 and 4 a detailed design for a clamping element is shown.

Die 3 zeigt eine Spannvorrichtung 30 in einer Draufsicht, die in Eingriff mit einer Spannkulisse 29 ist. Die Spannkulisse 29 ist über Schraubenverbindungen 35 am Innenring 5 befestigt. Die Spannvorrichtung 30 ist über ein Auflager 36 auf der Rotornabe 1 befestigt. In der Spannvorrichtung ist hin- und herbeweglich ein Spannelement 31 angeordnet.The 3 shows a clamping device 30 in a plan view, which engages with a tensioning gate 29 is. The tensioning scenery 29 is about screw connections 35 on the inner ring 5 attached. The tensioning device 30 is about a support 36 on the rotor hub 1 attached. In the clamping device is reciprocating a clamping element 31 arranged.

Die 4 zeigt eine Schnittansicht der Spannvorrichtung entlang der in 3 dargestellten Linie I-I.The 4 shows a sectional view of the clamping device along the in 3 illustrated line II.

Die Spannvorrichtung 30 weist zwei Gehäusteile 37 und 38 auf. Das obere Gehäuseteil 37 ist als Führung für das Spannelement 31 ausgebildet. In dem unteren Gehäuseteil 38 ist ein Tellerfederpaket 39 angeordnet, das so ausgebildet ist, dass es beim Zusammendrücken des Federpaketes einer degressiven Federkennlinie folgt. Zwischen den beiden Gehäuseteilen 37, 38 ist eine Druckplatte 40 angeordnet, die so ausgebildet ist, dass bei einem Kontakt des Spannelements 31 mit der Spannkulisse 29 dass Spannelement entsprechend der Kontur der Spannkulisse 29 ausweichen kann. Dabei wird die Druckplatte durch das Spannelement 31 in Richtung des Federpakets 39 gedrückt, das entsprechend seine Federkennlinie nachgibt.The tensioning device 30 has two housing parts 37 and 38 on. The upper housing part 37 is as a guide for the clamping element 31 educated. In the lower housing part 38 is a plate spring package 39 arranged, which is designed so that it follows a compressive spring characteristic upon compression of the spring assembly. Between the two housing parts 37 . 38 is a printing plate 40 arranged, which is formed so that upon contact of the clamping element 31 with the clamping scenery 29 that clamping element according to the contour of the clamping backdrop 29 can dodge. In this case, the pressure plate by the clamping element 31 in the direction of the spring package 39 pressed, which gives way according to its spring characteristic.

In dem oberen Gehäuseteil 37 ist ein Begrenzungsanschlag angeordnet. Dieser besteht aus einer Gewindebohrung, in der ein Gewindestift 42 angeordnet ist. Der Gewindestift 42 greift mit seinem inneren Ende in eine, in dem Spannelement 31 vorgesehene Nut 43. Die Nut 43 erstreckt sich in Längsrichtung des Spannelements 29 und ist so ausgebildet, dass sie den Hub des Spannelement 31 in gewünschten Parametern begrenzt.In the upper housing part 37 a limit stop is arranged. This consists of a threaded hole in which a threaded pin 42 is arranged. The grub screw 42 engages with its inner end in one, in the clamping element 31 provided groove 43 , The groove 43 extends in the longitudinal direction of the clamping element 29 and is designed to be the hub of the tensioning element 31 limited in desired parameters.

Die Spannvorrichtung 30 ist so ausgebildet, dass das Spannelement 31 durch das Anlegen eines entsprechend großen Antriebsmoment dergestalt in die Spannvorrichtung druckbar ist, dass die Spannkulisse überfahren werden kann.The tensioning device 30 is designed so that the clamping element 31 can be printed by the application of a correspondingly large drive torque in such a way in the clamping device that the tensioning backdrop can be run over.

Das Spannelement 31 weist weiterhin in dem Bereich, der in Kontakt mit der Spannkulisse 29 kommt, eine Stützrolle 44 auf so dass der Eingriff zwischen dem Spannelement und der Spannkulisse 29 nicht schleifend erfolgt, sondern dass das Spannelement 31 in den Eingriff mit der Spannkulisse 29 eingerollt wird.The tensioning element 31 continues to point in the area that is in contact with the tensioning scenery 29 comes, a support role 44 on so that the engagement between the clamping element and the clamping slide 29 not grinding, but that the clamping element 31 in engagement with the clamping scenery 29 is rolled up.

In dem oberen Gehäuseteil 37 sind weiterhin mehrere Schmiereinrichtungen 45 vorgesehen, die gewährleisten, dass zwischen dem Spannelement 31 und der Führung des oberen Gehäuseteils 37 ein ausreichender Schmierfilm vorhanden ist, um einen reibungsfreien Lauf des Spannelements 31 in der Führung des oberen Gehäuseteils 37 gewährleisten zu können. Es ist auch vorteilhaft in dem Kontaktbereich zwischen der Stützrolle und der Kulisse eine Schmiereinrichtung vorzusehen. Die Schmiereinrichtung kann an das zentrale Schmiersystem der Windenergieanlage angeschlossen sein, so dass die Schmierung automatisch erfolgt. Es ist aber durchaus auch möglich, das die Schmierung z. B. bei jeder Wartung der Analge manuell durchgeführt wird.In the upper housing part 37 are still several lubrication devices 45 provided that ensure that between the clamping element 31 and the guide of the upper housing part 37 a sufficient lubricating film is present to ensure a frictionless running of the tensioning element 31 in the guide of the upper housing part 37 to be able to guarantee. It is also advantageous to provide a lubricating device in the contact region between the support roller and the link. The lubrication device can be connected to the central lubrication system of the wind energy plant, so that the lubrication takes place automatically. But it is quite possible that the lubrication z. B. with each maintenance of the system is carried out manually.

Die 5 zeigt einen Kopplungsbereich einer Rotornabe 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Windenergieanlage.The 5 shows a coupling region of a rotor hub 1 according to a second embodiment of the wind turbine according to the invention.

Der Kopplungsbereich weist ein Blattlager mit einem Außenring 54 und einem Innenring 55 auf. Der Innenring 55 weist eine Innenverzahnung auf, die in Eingriff mit dem Ritzel einer Verstelleinrichtung 57 ist.The coupling region has a leaf bearing with an outer ring 54 and an inner ring 55 on. The inner ring 55 has an internal toothing, which engages with the pinion of an adjusting device 57 is.

Eine Arretiereinrichtung 58 des dargestellten Ausführungsbeispiels weist einen Elektromagneten 56 auf, der drehbar an der Rotornabe angeordnet ist und einen Schwenkhebel 59 der drehbar an dem Innenring 55 des Blattlagers angeordnet ist.A locking device 58 the illustrated embodiment has an electromagnet 56 on, which is rotatably mounted on the rotor hub and a pivot lever 59 the rotatable on the inner ring 55 of the sheet bearing is arranged.

Die Arretiereinrichtung 58 ist so ausgebildet, dass das Elektomagenet 56 und der Schwenkhebel 59 innerhalb eines bestimmten Bereichs der Rotorblattwinkelstellung dergestalt in Eingriff gelangen, dass der Schwenkhebel 59 in flächigen Kontakt mit dem Elektromagneten 56 kommt. Dabei kann der Elektromagnet beständig ein elektromagnetisches Feld aufweisen oder das elektromagnetische Feld wird erst erzeugt, wenn der Elektromagnet 56 in Eingriff mit dem Schwenkhebel gelangt.The locking device 58 is designed so that the Elektomagenet 56 and the pivot lever 59 engage within a certain range of the rotor blade angle position such that the pivot lever 59 in surface contact with the electromagnet 56 comes. In this case, the electromagnet can constantly have an electromagnetic field or the electromagnetic field is generated only when the electromagnet 56 comes into engagement with the pivot lever.

Durch das elektromagnetische Feld entsteht eine kraftschlüssige Verbindung zwischen beiden Komponenten der Arretiereinrichtung, die so ausgebildet ist, dass ein im wesentliches spielfreies Halten des Rotorblatts erreicht wird.By the electromagnetic field creates a positive connection between two components of the locking device, which is formed is that a substantially play-free holding the rotor blade is reached.

Der Elektromagnet 56 ist weiterhin über eine Rückholfeder 52 mit der Rotornabe gekoppelt. Die Rückholfeder 52 ist so angeordnet, dass der Elektromotor 56 nach der Beendigung eines Eingriffs mit dem Schwenkhebel 59 immer in eine Ausgangsposition zurückschwenkt. Auch der Schwenkhebel 59 weist eine Feder, z. B. eine in der Drehachse angeordnet, hier nicht dargestellte Torsionfeder auf, die für ein Zurückschwenken des Schwenkhebels in eine Ausgangsposition sorgt. Eine vorteilhafte Ausgangsposition ist z.B. die dargestellte radiale Ausrichtung von Elektromagnet 56 und Schwenkhebel 59.The electromagnet 56 is still on a return spring 52 coupled with the rotor hub. The return spring 52 is arranged so that the electric motor 56 after the completion of an engagement with the pivot lever 59 always swings back to a starting position. Also the swivel lever 59 has a spring, z. B. arranged in the axis of rotation, not shown here torsion spring, which ensures pivoting back of the pivot lever in a starting position. An advantageous starting position is, for example, the illustrated radial alignment of electromagnet 56 and swivel lever 59 ,

Es ist durchaus denkbar, das auch der Schwenkhebel 59 als Elektromagnet ausgebildet ist, wodurch sich diverse Ausführungsmöglichkeiten ergeben, bezogen darauf, wann und wie die elektromagnetischen Felder der beiden Komponenten erzeugbar sind, um eine bestmögliche kraftschlüssige Verbindung zu erzeugen.It is quite possible that also the pivot lever 59 is designed as an electromagnet, resulting in various possible embodiments, based on when and how the electromagnetic fields of the two components can be generated to produce the best possible positive connection.

Ein entscheidender Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass durch die Drehbarkeit von Elektromagnet und Schwenkhebel und die Verschiebbarkeit dieser Elemente zueinander eine Arretierung in einem Bereich von Rotorblattwinkeln möglich ist. Beispielsweise können so Teillastblattwinkel von –2° bis +3° gefahren werden und eine Arretierung ist in jeder dieser Positionen durch Bestromung des Elektromagneten möglich.One decisive advantage of this embodiment is that by the rotation of electromagnet and swivel lever and the Displacement of these elements to each other a lock in a range of rotor blade angles is possible. For example, like this Partial blade angle moved from -2 ° to + 3 ° and a lock is in each of these positions Current supply of the electromagnet possible.

In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel für eine Arretiereinrichtung kann die Spannvorrichtung eine Blattfeder sein, wobei die Blattfeder so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie bei der vorbestimmten Winkelstellung in den, den Innenring das Rotorblatt verspannenden Eingriff mit der Spannkulisse gelangt. Denkbar wäre auch, in der Spannvorrichtung eine Torsionsfeder einzusetzen.In another embodiment, not shown, for a locking device the tensioner may be a leaf spring, the leaf spring is designed and arranged so that it is at the predetermined Angular position in the, the inner ring the rotor blade spanning Engagement with the tension gate arrives. It would also be conceivable in the tensioning device to use a torsion spring.

Gemäß einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wäre zum Beispiel aber auch denkbar, an der Rotornabe einen Anschlag und an dem Innenring des Blattlagers einen elastischen Anschlagpuffer anzuordnen, der bei der Rotorblattdrehung in Eingriff mit dem Anschlag gelangt und dergestalt elastisch verformt wird, so dass die oben beschriebene Umfangskraft erzeugt wird.According to one another embodiment not shown would be, for example but also conceivable, at the rotor hub a stop and on the inner ring of the blade bearing to arrange an elastic stop buffer, the at the rotor blade rotation engages the stop and is elastically deformed so that the above-described Cumulative force is generated.

Die 6 zeigt ein drittes, dargestelltes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Windenergieanlage mit einer Arretiereinrichtung, die das Rotorblatt in einer vorbestimmten Winkelstellung spielfrei halten kann.The 6 shows a third, illustrated embodiment of a wind turbine according to the invention with a locking device that can hold the rotor blade clearance in a predetermined angular position.

Die 6 zeigt ein Rotorblatt 60, das über ein Blattlager 62 mit einer Rotornabe 61 verbunden ist, wobei es sich bei dem dargestellten Blattlager 62 um ein Kugellager handelt. Das Blattlager 62 weist einen Außenring 63 auf, der mittels Schraubenverbindungen 64 fest mit der Rotornabe 61 verbunden ist. In dem Außenring 63 ist ein Innenring 65 drehbar angeordnet, wobei der Innenring 65 über Schraubenverbindungen 64a fest mit dem Rotorblatt 60 verbunden ist. Zwischen dem Innenring 65 und dem Rotorblatt 60 ist eine Arretierscheibe 66 eingelegt, die eine konische Bohrung 67 aufweist. Unterhalb der Bohrung ist ein Bolzen 68 mit einem konischen Ende angeordnet, der zu Arrtierungszwecken in die Bohrung 67 einführbar ist. Die (vorzugsweise hydraulische oder elektormechanische) Betätigungseinrichtung für den Bolzen 68 ist aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.The 6 shows a rotor blade 60 that about a leaf store 62 with a rotor hub 61 is connected, wherein it is in the illustrated leaf bearing 62 is a ball bearing. The leaf store 62 has an outer ring 63 on, by means of screw connections 64 firmly with the rotor hub 61 connected is. In the outer ring 63 is an inner ring 65 rotatably disposed, wherein the inner ring 65 about screws links 64a firmly with the rotor blade 60 connected is. Between the inner ring 65 and the rotor blade 60 is a locking disc 66 inserted, which is a conical bore 67 having. Below the hole is a bolt 68 arranged with a conical end, which is used for Arrtierungszwecken in the bore 67 is insertable. The (preferably hydraulic or elektormechanische) actuator for the bolt 68 is not shown for reasons of simplification.

Die 7 zeigt ein viertes dargestelltes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Windenergieanlage mit einer Arretiereinrichtung, die das Rotorblatt in einer beliebigen Winkelstellung spielfrei halten kann.The 7 shows a fourth illustrated embodiment of a wind turbine according to the invention with a locking device that can hold the rotor blade clearance in any angular position.

Die 7 zeigt ein Rotorblatt 70, das über ein Blattlager 72 mit einer Rotornabe 71 verbunden ist. Das Blattlager 72 weist einen Außenring 73 auf, der mittels Schraubenverbindungen 74 fest mit der Rotornabe 71 verbunden ist. In dem Außenring 73 ist ein Innenring 75 drehbar angeordnet, wobei der Innenring 75 über Schraubenverbindungen 76 fest mit dem Rotorblatt 70 verbunden ist. Zwischen dem Innenring 75 und dem Rotorblatt 60 ist eine Bremsscheibe 78 eingelegt, die über Bremsbacken 79, 80 einer Bremszange 77 mit einer erforderlichen Haltekraft beaufschlagbar sind.The 7 shows a rotor blade 70 that about a leaf store 72 with a rotor hub 71 connected is. The leaf store 72 has an outer ring 73 on, by means of screw connections 74 firmly with the rotor hub 71 connected is. In the outer ring 73 is an inner ring 75 rotatably disposed, wherein the inner ring 75 via screw connections 76 firmly with the rotor blade 70 connected is. Between the inner ring 75 and the rotor blade 60 is a brake disc 78 inserted, via brake shoes 79 . 80 a brake caliper 77 can be acted upon with a required holding force.

Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit Rotorblättern deren Achsen nicht axial zu den Achsen der Blattlager ausgerichtet sind. So gibt es beispielsweise Rotorblätter, deren Blattwurzel eine Schräge aufweisen dergestalt, dass die Achsen der Rotorblätter in montiertem Zustand konisch zu der Rotornabe ausgerichtet sind. Diese konische Ausrichtung der Blattachsen bietet bei starkem Wind, bei dem die Blattspitzen der Rotorblätter in Richtung des Turmes gebogen werden, den Vorteil, dass eine Kollision der Blattspitzen mit dem Turm vorteilhaft vermieden werden kann. Der Nachteil hierbei ist jedoch, Massenschwerpunkt des Rotorblatts außerhalb der Blattlagerachse liegt. Dies hat zur Folge, dass sich die Belastung der Verzahnung des Blattlagers, insbesondere der im Teillastbereich besonders beanspruchten Zähne durch zyklische Massenkräfte drastisch erhöht. Diese Belastung kann durch die vorliegende Erfindung minimiert werden, da sie vorteilhaft das Rotorblatt an der Nabe arretiert.The The present invention is particularly advantageous in connection with rotor blades their axes are not aligned axially with the axes of the blade bearings. For example, there are rotor blades whose blade root a slope have such that the axes of the rotor blades in assembled state are aligned conically with the rotor hub. This conical Alignment of the blade axes provides in strong wind, where the Blade tips of the rotor blades in Direction of the tower to be bent, the advantage of having a collision the blade tips with the tower can be advantageously avoided. The disadvantage here, however, is the center of mass of the rotor blade outside the blade bearing axis is located. This has the consequence that the burden the toothing of the blade bearing, in particular in the partial load range particularly stressed teeth by cyclic inertia forces drastically increased. This load can be minimized by the present invention since it advantageously locks the rotor blade to the hub.

Claims

Wind turbine with a rotor hub ( 1 . 61 . 71 ), at least one rotor blade ( 60 . 70 ), which rotatable about its longitudinal axis in different angular positions on the rotor hub ( 1 . 61 . 71 ), and an adjusting device ( 7 . 57 ), via which a predetermined angular position of the rotor blade ( 60 . 70 ) is adjustable, characterized in that separately a locking device ( 8th . 58 ) is provided, which is a substantially play-free holding the rotor blade ( 60 . 70 ) in a set angular position causes.

Wind energy plant according to claim 1, characterized in that the locking device ( 8th . 58 ) for play-free holding directly or indirectly in engagement with the rotor blade ( 60 . 70 ) can be brought.

Wind energy plant according to claim 2, characterized in that the rotor blade ( 60 . 70 ) with one, on the rotor hub ( 1 . 61 . 71 ) mounted leaf bearing ( 3 . 62 . 72 ), which has an outer ring ( 4 . 63 . 73 ) and an inner ring ( 5 . 65 . 75 ), wherein a ring of the bearing fixed to the rotor hub ( 1 . 61 . 71 ) and the other ring and rotatable with the rotor blade ( 60 . 70 ) connected is

Wind turbine according to the preceding claim, characterized in that the rotating ring ( 5 . 65 . 75 ) has a toothing and the adjusting device with the rotor hub ( 1 . 61 . 71 ) and has a drive, the rotor blade ( 60 . 70 ) over, with the toothed ring ( 5 . 65 . 75 ) engaged pinion ( 7 ) turns.

Wind energy plant according to the preceding claim, characterized in that the locking device ( 8th . 58 ) is formed so that, if necessary, the set angular position of the rotor blade ( 60 . 70 ) by means of the adjusting device ( 7 . 57 ) is traversable.

Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that the locking device ( 8th . 58 ) the rotor blade ( 60 . 70 ) holds in at least one predetermined angular position.

Wind energy plant according to the preceding claim, characterized in that the locking device ( 8th . 58 ) a tension gate ( 9 . 29 ) and a tensioning device ( 10 . 30 ), wherein the tensioning device ( 10 . 30 ) directly or indirectly with the rotor blade ( 60 . 70 ) is coupled and the tensioning scenery ( 9 . 29 ) stationary with the rotor hub ( 60 . 70 ) or vice versa, and that in the predetermined angular position the tensioning device ( 10 . 30 ) in engagement with the tensioning gate ( 9 . 29 ), which creates a circumferentially acting force that causes distortion of the toothed ring (FIG. 5 ) of the leaf store ( 2 . 62 . 72 ) between the tension gate ( 9 . 29 ) and the pinion of the adjustment drive ( 7 . 57 ) causes.

Wind energy plant according to the preceding claim, characterized in that the tensioning device ( 10 . 30 ) an elastic tensioning element ( 11 . 31 ), which is so on the Spannvorrich tion ( 10 . 30 ), which it is the, by the engagement of Spannkulisse ( 9 . 29 ) and tensioning device ( 10 . 30 ) Increased force in the circumferential direction.

Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that the tensioning element ( 11 . 31 ) has at least one spring.

Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that the tensioning element ( 11 . 31 ) is designed as a spring.

Wind energy plant according to claims 9 and 10, characterized that the spring has a degressive spring characteristic.

Wind energy plant according to claim 6, characterized in that the locking device a locking disc ( 66 ) with at least one receiving bore ( 67 ), in which for locking purposes in the predetermined angular position a bolt ( 68 ) is insertable.

Wind energy plant according to one of claims 1-5, characterized characterized in that the locking device, the rotor blade in a holds any angular position.

Wind energy plant according to the preceding claim, characterized in that the locking device as a rotor blade brake is trained.

Wind energy plant according to the preceding claim, characterized in that the rotor blade brake is a disc brake, which has a brake disk inserted between the blade bearing and the rotor blade ( 78 ) loaded with the required holding force.

Wind energy plant according to claim 14, characterized in that that the rotor blade brake is a magnetic brake.

Wind energy plant according to one of claims 14-16, characterized in that the maximum drive torque of the adjusting device is larger as the maximum braking torque of the rotor blade brake.

Wind energy plant, in particular according to claim 1, characterized in that the wind turbine a second adjustment has, which acts as locking and together with the first adjustment, a play-free holding the rotor blade causes.