DE102005051912A1 - Anordnung - Google Patents

Abstract

Bei einer Anordnung zum Lagern wenigstens eines Rotorblatts, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken des Rotorblatts um seine Hauptachse, ist die Rotorblattlagerung als eine Gleitlagerung ausgebildet bzw. ist bei einer Anordnung zum Lagern wenigstens dreier Rotorblätter, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken der Rotorblätter um deren jeweilige Hauptachse, diese so ausgebildet, dass die Hauptachse eines der Rotorblätter mit den Hauptachsen der beiden anderen jeweils eine Kreuzungsstelle aufweist, wobei die beiden Kreuzungsstellen zueinander beabstandet sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum verschwenkbaren Lagern von Rotorblättern insbesondere einer Windkraftanlage.
• Bei Windkraftanlagen ist es beispielsweise bekannt, die Rotorblätter im Bereich einer Rotornabe über Drehverbindungen mit der Nabe zu verbinden und derart mit einem Zahnkranz zu versehen, dass darin eingreifend über einen Elektromotor die Rotorblätter verstellbar sind. Dabei sind die Drehverbindungen vielfach als zweireihige Vierpunktkugeldrehverbindungen ausgebildet und vorgespannt. Für derartige Drehverbindungen sind bei entsprechender Leistung der Windkraftanlage vergleichsweise große Lagerdurchmesser notwendig, was mit Nachteil den Rotorkopf vergleichsweise schwer macht. Weiterhin können bei den Drehverbindungen mit Nachteil False-Brinelling-Probleme auftreten, die eine Lebensdauer der Drehverbindung verkürzen. Darüber hinaus ist die vorausgehend beschriebene technische Lösung, insbesondere bezogen auf die Drehverbindung, technisch aufwendig und damit entsprechend kostenintensiv.
• Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung zum verschwenkbaren Lagern von Rotorblättern insbesondere einer Windkraftanlage derart zu schaffen, dass eine einfache und damit kostengünstige Rotorblattlagerung hoher Lebensdauer erreicht wird.
• Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Gemäß Anspruch 5 ist bei einer Anordnung zum Lagern wenigstens eines Rotorblatts, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken des Rotorblattes um seine Hauptachse, die Rotorblattlagerung als eine Gleitlagerung ausgebildet.
• Dadurch, dass anstelle der bisher üblichen Kugeldrehverbindungen in Verbindung mit wenigstens im Nabenbereich hohlkörperartig ausgebildeten Rotorblättern nunmehr Gleitlager in Verbindung mit mit den Rotorblättern verbundene Wellen eingesetzt werden, können mit Vorteil die Durchmesser der Gleitlager vergleichsweise klein gehalten werden, so dass sich mit Vorteil ein kompakter Rotorkopf der Windkraftanlage ergibt. Weiterhin sind in Verbindung mit den Gleitlagern mit besonderem Vorteil keine False-Brinelling-Probleme und ein vergleichsweise geringer Verschleiß zu erwarten, so dass Lebensdauern von 20 Jahren und mehr erreichbar sind. Weiterhin sind die Gleitlager gegenüber den üblichen Kugeldrehverbindungen vergleichsweise einfach und damit kostengünstig realisierbar.
• Gemäß Anspruch 1 ist bei einer Anordnung zum Lagern wenigstens dreier Rotorblätter, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken der Rotorblätter um deren jeweilige Hauptachse, diese so ausgebildet, dass die Hauptachse eines der Rotorblätter mit den Hauptachsen der beiden anderen jeweils eine Kreuzungsstelle aufweist, wobei die beiden Kreuzungsstellen zueinander beabstandet sind.
• Dadurch ist es insbesondere in Verbindung mit einer Ausbildung der Rotorblattlagerung als Gleitlagerung mit Vorteil möglich, die Lagerungen aller Rotorblätter inklusive deren Mittel zum Verstellen der Rotorblätter in kompakter und platzsparender Art und Weise auf einem gemeinsamen, beispielsweise scheibenartigen Tragkörper anzuordnen. Dadurch wird mit Vorteil das Gewicht des Rotorkopfes vergleichsweise gering gehalten. Weiterhin ermöglicht besagte Anordnung mit besonderem Vorteil einen gemeinsamen Verstellantrieb für alle Rotorblätter, was wiederum mit entsprechenden Kosten- und Gewichtsvorteilen einhergeht.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur.
• Dabei zeigt die Figur als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Prinzipskizze eine Anordnung zum Lagern dreier Rotorblätter 10. Die Anordnung umfasst dabei einen scheibenartigen Tragkörper 5. Bei einer Windkraftanlage mit einer Nennleistung von beispielsweise 1,5 MW würde sich dabei ein Durchmesser des scheibenartigen Tragkörpers etwa im 2-Meter-Bereich ergeben. Jedes der Rotorblätter 10 umfasst dabei den eigentlichen Rotorblattbereich, der über einen Blattadapter 14 mit einer Blattlagerachse 12 verbunden ist.
• Jede der Blattlagerachsen 12 ist dabei über zwei zueinander in Achsrichtung beabstandete Radialgleitlager 22 sowie zwei Axialgleitlager 24 um die Hauptachse des jeweiligen Rotorblatts 10 verschwenkbar gelagert. Dabei können wenigstens Teile der Axial- und Radialgleitlager 22 und 24 eine bauliche Einheit ausbildend gestaltet sein. Alle Gleitlager 22 und 24 sind dabei in einem Bereich um das Zentrum des Tragkörpers 5 herum angeordnet, so dass jede der Hauptachsen der Rotorblätter 10 die beiden anderen Hauptachsen an jeweils einem Punkt schneidet, wobei die beiden Schnittpunkte zueinander beabstandet sind. In anderen Worten sind die Gleitlager 22 und 24 derart angeordnet, dass die drei Blattlagerachsen 12 auf dem Tragkörper 5 in etwa ein gleichschenkliges Dreieck bilden.
• In einem zentralen Bereich des Tragkörpers 5 sind zentrale Antriebsmittel 32 für eine Blattverstellung der drei Rotorblätter 10 angeordnet. Die Antriebsmittel 32 stehen dabei mit Übertragungsmitteln 34 in Verbindung, die die von den Antriebsmitteln 32 ausgehenden Verstellkräfte entsprechend auf die Blattlagerachsen 12 übertragen. Dazu sind die Übertragungsmittel 34 jeweils in einem Bereich zwischen den beiden Radialgleitlagern 22 jeden Rotorblatts 10 mit der jeweiligen Blattlagerachse 12 in Eingriff stehend. Dabei können die Übertragungsmittel 34 mit einem zahnstangenähnlichen Bereich ausgebildet sein, der mit einem passend dazu ausgebildeten Bereich an den Blattlagerachsen 12 zusammenwirkt. Die Antriebsmittel 32 können dabei einen Hydraulikzylinder oder Umwandlungsmittel zum Umwandeln von Dreh- in Linearbewegungen, insbesondere einen Gewindetrieb oder einen Kugelgewindetrieb umfassen. In wiederum anderen Ausführungsformen können die drei Rotorblätter 10 für deren Verstellen auch mit drei voneinander unabhängig ausgebildeten Verstellantrieben ausgerüstet sein.
• In anderen Ausführungsformen können auch nur zwei oder mehr als drei Rotorblätter vorgesehen sein. In wiederum anderen Ausführungsformen kann es sich bei der vorausgehend beschriebenen Anordnung auch um einen verstellbaren Schiffspropeller handeln.

5

Tragkörper

10

Rotorblatt

12

Blattlagerachse

14

Blattadapter

22

Radialgleitlager

24

Axialgleitlager

32

Antriebsmittel

34

Übertragungsmittel

Claims (19)

1. Anordnung zum Lagern wenigstens dreier Rotorblätter, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken der Rotorblätter um deren jeweilige Hauptachse, die so ausgebildet ist, dass die Hauptachse eines der Rotorblätter mit den Hauptachsen der beiden anderen jeweils eine Kreuzungsstelle aufweist, wobei die beiden Kreuzungsstellen zueinander beabstandet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Hauptachse eines der Rotorblätter zu den Hauptachsen der beiden benachbarten Rotorblätter jeweils um einen gleichen Winkel geneigt ist.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Rotorblätter in Umfangsrichtung um eine Hauptwelle herum gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rotorblattlagerung für wenigstens eines der Rotorblätter als eine Gleitlagerung ausgebildet ist.
5. Anordnung zum Lagern wenigstens eines Rotorblatts, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken des Rotorblattes um seine Hauptachse, wobei die Rotorblattlagerung als eine Gleitlagerung ausgebildet ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Rotorblattlagerung je Rotorblatt wenigstens eine Axialgleitlagerung und eine Radialgleitlagerung umfasst.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Rotorblattlagerung je Rotorblatt wenigstens zwei zueinander in Richtung der Hauptachse des Rotorblattes beabstandete Axialgleitlager umfasst.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Rotorblattlagerung je Rotorblatt wenigstens zwei zueinander in Richtung der Hauptachse des Rotorblatts beabstandete Radialgleitlager umfasst.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei wenigstens Teile der Axial- und Radialgleitlagerung eine bauliche Einheit ausbildend gestaltet sind.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Rotorblatt in einem Bereich der Rotorblattlagerung zum Verdrehen des Rotorblattes mit Mitteln ausgebildet ist, an die Übertragungsmittel zum Eingreifen vorgesehen sind, die von Antriebsmitteln antreibbar sind.
11. Anordnung nach Anspruch 10, wobei die Übertragungsmittel einen zahnstangenähnlichen Bereich umfassen.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Antriebsmittel einen Hydraulikzylinder und/oder Umwandlungsmittel zum Umwandeln von Dreh- in Linearbewegungen umfassen.
13. Anordnung nach Anspruch 12, wobei die Antriebsmittel einen Gewindetrieb oder einen Kugelgewindetrieb umfassen.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Antriebsmittel als ein zentraler Antrieb für alle Rotorblätter ausgebildet sind.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei mehrere Rotorblätter auf einem gemeinsamen Tragkörper der Rotorblattlagerung angeordnet sind.
16. Anordnung nach Anspruch 15, wobei der Tragkörper scheibenartig ausgebildet ist.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei in etwa im Zentrum des Tragkörpers die Antriebsmittel aller Rotorblätter angeordnet sind.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei im Außenbereich des Tragkörpers die Lagerungen für die Rotorblätter angeordnet sind.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Anordnung einer Windkraftanlage zugehört.