DE102009053840A1

DE102009053840A1 - Generatorgetriebe

Info

Publication number: DE102009053840A1
Application number: DE102009053840A
Authority: DE
Inventors: Ansgar Floren; Michael Pape; Adil Ben Haddou; Niels-Willem Jansen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-05-26
Also published as: WO2011060884A2; WO2011060884A3

Abstract

Offenbart ist ein Generatorgetriebe für eine Windkraftanlage mit einer Schmierölpumpe, wobei eine Pumpenwelle der Schmierölpumpe mittelbar über eine Verbindungswelle oder unmittelbar mit dem Generatorgetriebe gekoppelt ist. An die Pumpenwelle oder an die Verbindungswelle kann übergangsweise ein Hilfsantrieb angekoppelt werden, oder er ist dauerhaft daran angekoppelt. Offenbart ist weiterhin ein Verfahren zum Einstellen einer Drehposition oder zum Antreiben eines Generatorgetriebes mit den Schritten: Entfernen der Schmierölpumpe mit der Pumpenwelle; und Ansetzen des Hilfsantriebs mit dem Kupplungselement an das Kupplungselement der Verbindungswelle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Generatorgetriebe für eine Windkraftanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Einstellen einer Drehposition oder zum Antreiben eines derartigen Generatorgetriebes.
Zwischen einem Rotor und einem Generator von Windkraftanlagen ist ein Generatorgetriebe angeordnet. Dieses übersetzt die vergleichsweise langsame Drehzahl des Rotors in eine höhere Drehzahl des Generators und hat meist eine Schmierölpumpe, die im Generatorgehäuse integriert oder daran angeflanscht sind. Eine Pumpenwelle zum Antrieb der Schmierölpumpe wird z. B. von der im Kraftfluss letzten Stirnradstufe des Generatorgetriebes angetrieben.
Eine bekannte Weiterentwicklung derartiger Generatorgetriebe besteht in einem Hilfsantrieb, über den das Generatorgetriebe und der Rotor auf eine bestimmte Drehposition oder auch länger anhaltend gedreht werden kann, um beispielsweise Wartungsarbeiten durchzuführen.
Dieser Hilfsantrieb kann gemäß dem Stand der Technik über eine Verzahnung mit einer Bremsscheibe des Antriebsstranges oder über einen Riementrieb mit einer Ausgangswelle des Generatorgetriebes verbundener sein.
Nachteilig bei Generatorgetrieben mit derartigen Hilfsantrieben ist ihr hoher vorrichtungstechnischer Aufwand.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Generatorgetriebe und ein Verfahren zu schaffen, bei dem mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand der Rotor gedreht und auf eine vorbestimmte Drehposition eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Generatorgetriebe für eine Windkraftanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
Das erfindungsgemäße Generatorgetriebe für eine Windkraftanlage hat eine Schmierölpumpe, wobei eine Pumpenwelle der Schmierölpumpe mittelbar über eine Verbindungswelle oder unmittelbar mit dem Generatorgetriebe gekoppelt ist, und wobei an die Pumpenwelle oder an die Verbindungswelle ein Hilfsantrieb angekoppelt werden kann oder angekoppelt ist. Damit ist mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand ein Generatorgetriebe mit einem Hilfsantrieb geschaffen, der direkt an einer bestehenden Welle (Pumpenwelle oder Verbindungswelle) des Getriebes angreift.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Generatorgetriebes ist an der Verbindungswelle ein erstes Kuppelelement befestigt, an das über ein entsprechendes zweites Kuppelelement wahlweise die Pumpenwelle der Schmierölpumpe oder der Hilfsantrieb angesetzt werden kann. Damit kann nach einem Entfernen der Schmierölpumpe mit der Pumpenwelle der Hilfsantrieb übergangsweise und einfach mit dem ersten Kuppelelement verbunden werden und das Generatorgetriebe mit dem Rotor antreiben. Der Hilfsantrieb muss nicht am Generatorgetriebe verbleiben und kann z. B. im Rahmen einer Errichtung oder Wartung einer weiteren Windkraftanlage wieder benutzt werden.
Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn das erste und das zweite Kuppelelement eine Bogenzahnkupplung bilden. Diese kann formschlüssig ein Moment übertragen und dabei winkelige, radiale und axiale Fehler insbesondere des Hilfsantriebes ausgleichen.
Vorzugsweise ist die Verbindungswelle an eine Getriebewelle des Generatorgetriebes gekoppelt. Dabei kann an der Verbindungswelle ein Zahnrad befestigt sein, das mit einem Zahnrad einer Getriebestufe des Generatorgetriebes kämmt.
Bei einem besonders komfortablen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Generatorgetriebes ist der Hilfsantrieb ein fest installierter oder abnehmbarer Elektromotor.
Wenn der Elektromotor abgenommen werden kann, wird es bevorzugt, wenn er von einem Akku versorgt wird (z. B. Akkuschrauber). Damit ist ein komfortabler Hilfsantrieb geschaffen, der nicht am Generatorgetriebe verbleiben muss und im Rahmen einer Errichtung oder Wartung weiterer Windkraftanlagen wieder benutzt werden kann.
Bei einem besonders einfachen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Generatorgetriebes ist der Hilfsantrieb ein Handrad.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist zwischen der Pumpenwelle bzw. der Verbindungswelle und dem Hilfsantrieb ein Getriebe vorgesehen. Damit können Drehzahlunterschiede bzw. Drehmomentunterschiede zwischen dem Hilfsantrieb und der Pumpenwelle bzw. der Verbindungswelle ausgeglichen werden.
Wenn der Hilfsantrieb ein Handrad ist und insbesondere wenn der Hilfsantrieb ein Elektromotor ist, wird es bevorzugt, wenn das Getriebe eine Untersetzung aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen einer Drehposition oder zum Antreiben eines oben beschriebenen Generatorgetriebes mit Kupplungselementen hat die Schritte: Entfernen der Schmierölpumpe und ihrer Pumpenwelle und Ansetzen des Hilfsantriebs mit dem Kupplungselement an das Kupplungselement der Verbindungswelle. Damit kann der Hilfsantrieb übergangsweise und einfach mit dem Generatorgetriebe und mit dem Rotor verbunden werden und diese antreiben. Der Hilfsantrieb muss nicht am Generatorgetriebe verbleiben und kann z. B. im Rahmen einer Errichtung oder Wartung einer weiteren Windkraftanlage wieder benutzt werden.
Im Folgenden wird anhand einer einzigen Figur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben.
Die Figur zeigt das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Generatorgetriebes im seitlichen Schnitt.
Darin ist ein Ausschnitt eines Zahnrades 2 gezeigt, dass einer (nicht näher gezeigten) im Kraftfluss letzten Stirnradstufe des erfindungsgemäßen Generatorgetriebes zugeordnet ist. Das Generatorgetriebe hat ein Gehäuse 4, von dem in der Figur nur derjenige vergleichsweise kleine Teil gezeigt ist, an dem eine Schmierölpumpe 6 befestigt ist. Die Schmierölpumpe 6 von der in der Figur ebenfalls nur ein Teil gezeigt ist, ist als Zahnradpumpe ausgebildet und hat eine Pumpenwelle 8, die über eine Kupplung mit einer Verbindungswelle 14 gekoppelt ist. Die Kupplung ist als Bogenzahnkupplung ausgebildet und hat zwei Kupplungselemente 10, 12, die einfach entlang einer Drehachse 16 zusammengesteckt sind. Dabei ist das erste Kupplungselement 12 buchsenförmig ausgebildet und hat einer Innenverzahnung, während das zweite Kupplungselement 10 eine Außenverzahnung hat.
Die Verbindungswelle 14 ist über zwei Wälzlager 18, 20 im Gehäuse 4 gelagert, und an ihrer der Kupplung 10, 12 abgewandten Stirnseite ist ein Zahnrad 22 befestigt, das mit einem Abschnitt des Zahnrades 2 des Generatorgetriebes kämmt. Dabei dreht das Zahnrad 2 auf Grund einer mehrstufigen Übersetzung schneller als ein (nicht gezeigter) Rotor der Windkraftanlage. Diese Drehung wird über das Zahnrad 22, die Verbindungswelle 14, das erste Kupplungselement 12 und das zweite Kupplungselement 10 an die Pumpenwelle 8 übertragen, wodurch (nicht gezeigte) Zahnräder der Schmierölpumpe 6 Schmieröl im Inneren der Gehäuses 4 umwälzen.
Wenn z. B. bei Wartungsarbeiten der Rotor der Windkraftanlage in eine bestimmte Position gedreht werden soll, kann ein Monteur die Schmierölpumpe 6 mit der Pumpenwelle 8 und dem zweiten Kupplungselement 10 vom Gehäuse 4 lösen und entlang der Drehachse 16 (in der Figur) nach rechts abziehen. Nun kann ein Akkuschrauber oder ein Handrad (beide nicht gezeigt), der bzw. das seinerseits ein zweites Kupplungselement 10 aufweist, in die Buchse des ersten Kupplungselements 12 eingesetzt und betätigt bzw. gedreht werden. Somit lässt sich der Rotor über das erste Kupplungselement 12, die Verbindungswelle 14, die Zahnräder 22, 2 und über das Generatorgetriebe in eine gewünschte Drehposition bewegen. Dabei ist keine wesentliche Änderung und somit kein zusätzlicher vorrichtungstechnischer Aufwand gegenüber Generatorgetrieben mit Schmierölpumpen gemäß dem Stand der Technik nötig. Der Akkuschrauber oder das Handrad ist erfindungsgemäß ein Werkzeug, das auch an anderen derartigen Windrädern eingesetzt werden kann.
Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel kann ein Elektromotor auch an einem (nicht gezeigten) in der Figur rechten Endabschnitt der Schmierölpumpe 6 übergangsweise angekoppelt oder dauerhaft befestigt werden. Der Elektromotor kann dabei stirnseitig oder seitlich an die Pumpenwelle 8 angekoppelt werden.
Offenbart ist ein Generatorgetriebe für eine Windkraftanlage mit einer Schmierölpumpe, wobei eine Pumpenwelle der Schmierölpumpe mittelbar über eine Verbindungswelle oder unmittelbar mit dem Generatorgetriebe gekoppelt ist. An die Pumpenwelle oder an die Verbindungswelle kann übergangsweise ein Hilfsantrieb angekoppelt werden, oder er ist dauerhaft daran angekoppelt.
Offenbart ist weiterhin ein Verfahren zum Einstellen einer Drehposition oder zum Antreiben eines Generatorgetriebes mit den Schritten:
Entfernen der Schmierölpumpe mit der Pumpenwelle; und
Ansetzen des Hilfsantriebs mit dem Kupplungselement an das Kupplungselement der Verbindungswelle.
Bezugszeichenliste

2: Zahnrad
4: Gehäuse
6: Schmierölpumpe
8: Pumpenwelle
10: zweites Kupplungselement
12: erstes Kupplungselement
14: Verbindungswelle
16: Drehachse
18, 20: Wälzlager
22: Zahnrad

Claims

Generatorgetriebe für eine Windkraftanlage mit einer Schmierölpumpe (6), wobei eine Pumpenwelle (8) der Schmierölpumpe (6) mittelbar über eine Verbindungswelle (14) oder unmittelbar mit dem Generatorgetriebe gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an die Pumpenwelle (8) oder an die Verbindungswelle (14) ein Hilfsantrieb ankoppelbar oder angekoppelt ist.
Generatorgetriebe nach Patentanspruch 1, wobei an der Verbindungswelle (14) ein erstes Kuppelelement (12) befestig ist, an das überein zweites Kuppelelement (10) die Pumpenwelle (8) oder der Hilfsantrieb ansetzbar ist.
Generatorgetriebe nach Patentanspruch 2, wobei das erste Kuppelelement (12) und das zweite Kuppelelement (10) eine Bogenzahnkupplung (10, 12) bilden.
Generatorgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Verbindungswelle (14) an eine Getriebewelle gekoppelt ist.
Generatorgetriebe nach Patentanspruch 4, wobei an der Verbindungswelle (14) ein Zahnrad (22) befestigt ist, das mit einem Zahnrad (2) einer Getriebestufe des Generatorgetriebes kämmt.
Generatorgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Hilfsantrieb ein Elektromotor ist.
Generatorgetriebe zumindest nach Patentansprüchen 1 und 6, wobei der Elektromotor von einem Akku versorgbar ist.
Generatorgetriebe nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei der Hilfsantrieb ein Handrad ist.
Generatorgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zwischen der Pumpenwelle (8) oder der Verbindungswelle (14) und dem Hilfsantrieb ein Getriebe vorgesehen ist.
Verfahren zum Einstellen einer Drehposition oder zum Antreiben eines Generatorgetriebes gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Schritte: Entfernen der Schmierölpumpe (6); und Ansetzen des Hilfsantriebs mit dem zweiten Kupplungselement an das erste Kupplungselement (12) der Verbindungswelle (14).