DE102009018305A1

DE102009018305A1 - Antriebsvorrichtung und Anlage

Info

Publication number: DE102009018305A1
Application number: DE102009018305A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dittes
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2029-04-23
Also published as: DE102009018305B4

Abstract

Antriebsvorrichtung und Anlage, wobei eine Last mittels eines Abtriebsteils eines Hauptantriebs linear bewegbar ist, wobei mittels des Hauptantriebs der Abstand zwischen dem Abtriebsteil und einem Gehäuseteil des Hauptantriebs veränderbar ist, wobei das Gehäuseteil mittels eines Linearlagers zu einem Abstützpunkt oder Abstützgelenk hin gelagert ist und mittels eines Hilfsantriebs linear angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung und eine Anlage.
Es ist bekannt, dass Windkraftanlagen einen Flügel aufweisenden Propeller besitzen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit bei einer Anlage weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Antriebsvorrichtung nach den in Anspruch 1 und bei der Anlage nach den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Antriebsvorrichtung sind, dass eine Last mittels eines Abtriebsteils eines Hauptantriebs linear bewegbar ist,
wobei mittels des Hauptantriebs der Abstand zwischen dem Abtriebsteil und einem Gehäuseteil des Hauptantriebs veränderbar ist,
wobei das Gehäuseteil mittels eines Linearlagers zu einem Abstützpunkt oder Abstützgelenk hin gelagert ist und mittels eines Hilfsantriebs linear bewegbar angeordnet ist.
Von Vorteil ist dabei, dass bei Ausfall des Hauptantriebs die Last antreibbar, insbesondere verschiebbar ist mittels eines Hilfsantriebs. Dabei ist sogar dann ein Verschieben ermöglicht, wenn der Hauptantrieb einen selbsthemmenden Spindeltrieb aufweist. Mittels eines Kniehebels ist eine sehr hohe Verschiebekraft erreichbar. Somit ist die Last in eine sichere Position bringbar, wenn der Hauptantrieb versagt hat. Beispielsweise ist der Pitch-Winkel auf einen sicheren Wert bringbar, so dass auch hohe Windstärken bei der Windkraftanlage keinen Schaden ausrichten können.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Hauptantrieb ein Linearaktor, insbesondere weist er einen von einem Elektromotor angetriebenen Spindeltrieb auf, wobei der Elektromotor mit Spindeltrieb in einem Gehäuseteil angeordnet sind, der Elektromotor die Spindel antreibt und die Spindelmutter des Spindeltriebs mit dem Abtriebsteil verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Kugelrollspindel einsetzbar ist. Auf diese Weise ist eine hohe Standzeit erreichbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Abstützgelenk ein Drehgelenk. Von Vorteil ist dabei, dass eine Abstützung an einem zentralen Propellerteil als Abstützteil ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Linearlager eine am Abstützpunkt beziehungsweise Abstütz-Gelenk befestigte Stange auf, die in einem Führungsteil, insbesondere Gehäuseteil, lineargelagert und geführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Linearlager in einfacher Weise ausführbar ist, insbesondere auch als Gleitlager.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung treibt der Hilfsantrieb über eine Hebelanordnung das Gehäuseteil des Hauptantriebs. Von Vorteil ist dabei, dass sehr hohe Kräfte erzeugbar sind bei klein ausgeführtem Hilfsantrieb.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Hebelanordnung ein Kniehebel, welcher ein erstes und ein zweites Hebelteil umfasst, die am Kniegelenk miteinander verbunden sind, wo auch die vom Hilfsantrieb linear verschiebbare Stange verbunden ist,
wobei das erste Hebelteil mit dem Gehäuseteil des Hauptantriebs verbunden ist und das zweite Hebelteil mit einem Abstützteil verbunden ist, insbesondere an dem auch das Linearlager vorgesehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass Hilfsantrieb und Linearlager des Hauptantriebs sowie Abstützung des Gehäuseteils des Hauptantriebs am gleichen Abstützteil abstützbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Antriebsrichtung des Hilfsantriebs nicht parallel zur Antriebsrichtung des Hauptantriebs, insbesondere weist sie einen Winkel zwischen 60 und 120° auf, insbesondere weist sie einen Winkel zwischen 85° und 95° auf, insbesondere weist sie einen Winkel von 90° auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Kraftverstärkung mittels der Hebelanordnung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Hilfsantrieb ein Linearaktor, insbesondere weist der Hilfsantrieb einen von einem Elektromotor angetriebenen Spindeltrieb auf, wobei der Elektromotor mit Spindeltrieb in einem Gehäuseteil angeordnet sind, der Elektromotor die Spindel antreibt und die Spindelmutter des Spindeltriebs mit der mit dem Kniegelenk, also Drehgelenk des Kniehebels, verbundenen Stange verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfacher kostengünstiger und leistungsstarker Hilfsantriebs, beispielsweise umfassend einen Trapezspindeltrieb, verwendbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Hilfsantrieb, der Kniehebel, das Linearlager und der Abstützpunkt und/oder das Abstützgelenk am Abstützteil abgestützt. Von Vorteil ist dabei, dass das Abstützteil in einfacher Weise gestaltbar ist und somit auch als zentrales Propellerteil ausgestaltbar ist.
Wichtige Merkmale bei der Anlage, insbesondere Windkraftanlage, sind, dass sie mit einem mehrere Flügel aufweisenden Propeller vorgesehen ist, wobei eine Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche zum Steuern des Pitch-Winkels eines oder mehrerer Flügel vorgesehen ist,
wobei der Abstützpunkt oder das Abstützgelenk, an welchem das Linearlager für das Gehäuseteil des Hauptantriebs vorgesehen ist, ein zentrales drehbar gelagertes Propellerteil ist.
Von Vorteil ist dabei, dass auch bei Ausfall des Hauptantriebs und hoher Windstärke eine sichere Pich-Winkellage für den Flügel einstellbar ist. Somit ist die Sicherheit erhöht. Insbesondere ist auch eine Akkuversorgung für den Hilfsantrieb vorsehbar und somit die Sicherheit weiter erhöhbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am zentralen Propellerteil die Flügel drehbar gelagert vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass eine Pitch-Winkel-Verstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Abstützteil für den Hilfsantrieb, das Linearlager und den Kniehebel das zentrale Propellerteil. Von Vorteil ist dabei, dass kein zusätzliches Abstützteil für den Hilfsantrieb notwendig ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch dargestellt, wobei ein erster Zustand vorgesehen ist, insbesondere ein Normalbetriebszustand.
In der 2 ist ein anderer Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt, insbesondere ein Notbetriebszustand.
Dabei ist ein Hauptantrieb vorgesehen, der als Linearaktor ausgeführt ist, also als Linearantrieb, der ein Abtriebsteil 1 linear verschiebbar macht gegenüber einem Gehäuseteil 10 des Linearaktors. Dabei ist das Abtriebsteil 1 mit einer Spindelmutter eines Spindeltriebs verbunden, der vom Gehäuseteil 10 gehäusebildend umgeben ist. Der Spindeltrieb weist eine Spindel auf, die von einem Elektromotor angetrieben wird, der ebenfalls vom Gehäuseteil 10 gehäusebildend umgeben ist
Das Gehäuseteil 10 ist mit einem Gehäuseteil 11 fest verbunden, das als Linearlager für eine Stange 12 ausgebildet ist, die an einem Abstützgelenk 4, insbesondere Drehgelenk, abgestützt ist gegenüber einem nicht gezeigten Abstützteil. An diesem nicht gezeigten Abstützteil ist auch ein Linearlager vorgesehen, womit die das Gehäuseteil 11 gelagert ist. Somit ist sozusagen ein Linearlager in einem umgebenden Linearlager gelagert.
Mit dem Abtriebsteil 1 des Hauptantriebs ist also eine in 1 nicht gezeigte Last linear hin und her bewegbar. Vorzugsweise wird dieser Antrieb zur Verstellung des Pitch-Winkels eines Propellerflügels eines Windkraftwerks verwendet. Somit ist eine hydraulische Verstellung verzichtbar.
Um eine lange Lebensdauer erreichbar zu machen, ist als Spindeltrieb ein Kugelrollspindeltrieb vorteilhaft einsetzbar.
Erfindungsgemäß ist bei Ausfall des Hauptantriebs ein Hilfsantrieb einsetzbar, der ebenfalls als Linearaktor ausgeführt ist. Da keine lange Betriebsdauer notwendig ist, ist der Hilfsantrieb als Trapezspindeltrieb ausführbar.
Bei Normalbetrieb ist die Stange 12 unverschieblich in dem vom Gehäuseteil 11 aufgenommenen Linearlager vorgesehen.
Mit dem Hilfsantrieb ist zwar nicht der Abstand zwischen Abtriebsteil 1 und Gehäuseteil 10 veränderbar, aber es ist das Gehäuseteil 11 auf der Stange 12 verschiebbar.
Hierzu ist ein Kniehebel vorgesehen, der zwei Hebelteile (13, 14) umfasst, die über ein Gelenk 8 verbunden sind, wobei das erste Hebelteil 13 mittels eines Gelenkes 9 am Gehäuseteil 10 und wobei das zweite Hebelteil 14 mittels eines Gelenkes, insbesondere Drehgelenks, am Abstützpunkt 5, also am Abstützteil abgestützt ist.
Am Kniegelenk, also am Gelenk 8, greift auch eine Stange 15 ein, die von einem Hilfsantrieb 6 antreibbar ist, insbesondere in ungefähr senkrechter Richtung zur Stange 12. Der Hilfsantrieb ist an seiner vom Kniegelenk abgewandten Seite wiederum abgestützt am nicht gezeigten Abstützteil.
Wenn nun der Hilfsantrieb betrieben wird, so dass die Stange 15 das Kniegelenk zum Hauptantrieb hin verschiebt, wird, wie in 2 gezeigt, der gesamte Hauptantrieb vom Gelenk 4 weiter entfernt. Ein Verschieben der nicht gezeigten, mit dem Abtriebsteil 1 des Hauptantriebs verbundenen Last ist also auch bei unbestromtem und unbeweglichem Hauptantrieb ausführbar.

1: Abtriebsteil
2: Linearlager
3: Gelenk, insbesondere Drehgelenk
4: Abstützgelenk, insbesondere Drehgelenk
5: Abstützpunkt
6: Hilfsantrieb
7: Abstützpunkt
8: Gelenk, insbesondere Drehgelenk
9: Gelenk, insbesondere Drehgelenk
10: Gehäuseteil des Linearaktors
11: Gehäuseteil des Linearaktors
12: Stange
13: Hebelteil
14: Hebelteil
15: Stange
16: Gelenk, insbesondere Drehgelenk

Claims

Antriebsvorrichtung, wobei eine Last mittels eines Abtriebsteils eines Hauptantriebs linear bewegbar ist, wobei mittels des Hauptantriebs der Abstand zwischen dem Abtriebsteil und einem Gehäuseteil des Hauptantriebs veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil mittels eines Linearlagers zu einem Abstützpunkt oder Abstützgelenk hin gelagert ist und mittels eines Hilfsantriebs linear bewegbar angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptantrieb ein Linearaktor ist, insbesondere einen von einem Elektromotor angetriebenen Spindeltrieb aufweist, wobei der Elektromotor mit Spindeltrieb in einem Gehäuseteil angeordnet sind, der Elektromotor die Spindel antreibt und die Spindelmutter des Spindeltriebs mit dem Abtriebsteil verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützgelenk ein Drehgelenk ist.
Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Linearlager eine am Abstützpunkt beziehungsweise Abstütz-Gelenk befestigte Stange aufweist, die in einem Führungsteil, insbesondere Gehäuseteil 11, lineargelagert und geführt ist.
Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsantrieb über eine Hebelanordnung antreibt, welche am Gehäuseteil des Hauptantriebs Knieheben
Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelanordnung ein Kniehebel ist, welcher ein erstes und ein zweites Hebelteil umfasst, die am Kniegelenk miteinander verbunden sind, wo auch die vom Hilfsantrieb linear verschiebbare Stange verbunden ist, wobei das erste Hebelteil mit dem Gehäuseteil des Hauptantriebs verbunden ist und das zweite Hebelteil mit einem Abstützteil verbunden ist, insbesondere an dem auch das Linearlager vorgesehen ist.
Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrichtung des Hilfsantriebs nicht parallel zur Antriebsrichtung des Hauptantriebs ist, insbesondere einen Winkel zwischen 60 und 120° aufweist, insbesondere einen Winkel zwischen 85° und 95° aufweist, insbesondere einen Winkel von 90° aufweist.
Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsantrieb ein Linearaktor ist, insbesondere der Hilfsantrieb einen von einem Elektromotor angetriebenen Spindeltrieb aufweist, wobei der Elektromotor mit Spindeltrieb in einem Gehäuseteil angeordnet sind, der Elektromotor die Spindel antreibt und die Spindelmutter des Spindeltriebs mit der mit dem Kniegelenk, also Drehgelenk des Kniehebels, verbundenen Stange verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsantrieb, der Kniehebel, das Linearlager und der Abstützpunkt und/oder das Abstützgelenk am Abstützteil abgestützt sind.
Anlage, insbesondere Windkraftanlage, mit einem mehrere Flügel aufweisenden Propeller, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche zum Steuern des Pitch-Winkels eines oder mehrerer Flügel vorgesehen ist, wobei der Abstützpunkt oder das Abstützgelenk, an welchem das Linearlager für das Gehäuseteil des Hauptantriebs vorgesehen ist, ein zentrales drehbar gelagertes Propellerteil ist.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am zentralen Propellerteil die Flügel drehbar gelagert vorgesehen sind.
Anlage nach Anspruch 12 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil für den Hilfsantrieb, das Linearlager und den Kniehebel das zentrale Propellerteil ist.