DE102010009812A1 - Wind power plant, particularly renewable energy generation plant, has gear drive having planetary gear step, and hollow wheel of planetary gear step is longitudinally divided in two wheel segments - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit zumindest einer Planetengetriebestufe zum Antreiben zumindest eines Generators gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a wind turbine with at least one planetary gear stage for driving at least one generator according to the preamble of
Windkraftanlagen sind regenerative Energiegewinnungsanlagen mit Windrotoren, denen ein Getriebe für den Antrieb eines oder mehrerer Generatoren zur Erzeugung elektrischen Stroms unmittelbar nachgeschaltet ist. Hierfür besitzt das Getriebe zumindest eine Leistungsverzweigungsstufe für das Antreiben mehrerer Generatoren und zumindest ein vor- oder nachgeschaltetes Übersetzungsgetriebe, um die durchschnittliche Drehzahl des Rotors bzw. der Rotorabtriebswelle auf eine für die Generatoren günstige Drehzahl zu über- oder untersetzen. Die von den Windrotoren erzeugbaren Drehmomente sind bei derartigen Anlagen erheblich, sodass die Getriebe entsprechend groß und robust dimensioniert sein müssen, um den zu erwartenden Belastungen langzeitig standhalten zu können.Wind turbines are regenerative power plants with wind rotors, which is a transmission for driving one or more generators for generating electrical power immediately downstream. For this purpose, the transmission has at least one power split stage for driving a plurality of generators and at least one upstream or downstream transmission gear to over or undercut the average speed of the rotor or the rotor output shaft to a favorable for the generators speed. The torques that can be generated by the wind rotors are considerable in such systems, so that the gearbox must be dimensioned correspondingly large and robust in order to withstand the expected loads for a long time.
Aus dem Stand der Technik beispielsweise gemäß der
Das bekannte Getriebe gemäß der
Die Hohlwelle
Ein derartiges Getriebe einer Windkraftanlage hat große räumliche Ausmaße, wobei insbesondere das Hohlrad der Planetenradstufe einen besonders großen Durchmesser aufweist. Um die darauf einwirkenden Kräfte ausreichend abzufangen, ist das Hohlrad des bekannten Getriebes zusätzlich am Getriebegehäuse umfangsseitig abgestützt.Such a transmission of a wind turbine has large spatial dimensions, in particular, the ring gear of the planetary gear has a particularly large diameter. In order to sufficiently absorb the forces acting thereon, the ring gear of the known transmission is additionally supported on the gear housing on the circumference.
Ein solches Hohlrad ist nicht nur groß sondern weist auch ein beträchtliches Gewicht auf. Da ferner das Getriebe bzw. dessen Bestandteile in der Rotorkanzel der Windkraftanlage auf deren Turm angeordnet ist, müssen alle Teile zum Einen auf diese Höhe gehoben und zum Anderen in dieser Höhe montiert werden. Daher ergeben sich insbesondere bei den großen Teilen des Getriebes erhebliche Montageschwierigkeiten, die auch einen Austausch abgenutzter Bauteile erschweren.Such a ring gear is not only large but also has a considerable weight. Further, since the transmission or its components is arranged in the rotor pulley of the wind turbine on the tower, all parts must be raised to one level and mounted on the other to this level. Therefore, especially in the large parts of the transmission considerable installation difficulties, which also complicate an exchange of worn components.
Angesichts dieser Problematik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Windkraftanlage so weiterzubilden, dass sich deren Montage vereinfacht.In view of this problem, the present invention has the object, a wind turbine so educate that simplifies their assembly.
Diese Aufgabe wird durch eine Windkraftanlage mit einem Rotorgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a wind turbine with a rotor gear with the features of
Der Kern der Erfindung besteht folglich darin, die Windkraftanlage mit einem zumindest eine Planetengetriebestufe aufweisenden Getriebe mit einem Hohlrad für die zumindest eine Planetenradstufe auszustatten, das in zumindest zwei Radsegmente längsgeteilt (segmentiert) ist.The core of the invention is therefore to equip the wind turbine with a gear having at least one planetary gear stage with a ring gear for the at least one planetary gear, which is longitudinally divided (segmented) in at least two wheel segments.
Im vorliegenden Fall betrifft, wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, die Problematik insbesondere die Montage von Getriebebauteilen in großer Höhe ggf. unter extremen Wetterbedingungen. Überlegungen dahingehend, entweder auf Planetengetriebe zu verzichten oder Getriebe samt Generatoren räumlich zu verlagern (tiefer zu legen) führen grundsätzlich zu höheren Verlusten infolge Reibung und Spiel zwischen den Drehmoment-Übertragungsbauteilen und damit zu einer Verschlechterung der Wirtschaftlichkeit der Anlage. Daher geht die Erfindung zur Lösung dieses konkreten Problems den prinzipiellen Weg der Zergliederung großer Bauteile des Getriebes in mehrere Bestandteile derselben. Das Hohlrad zählt dabei zu den räumlich größten Bauteilen des Windkraftanlagengetriebes.In the present case, as already stated above, the problem in particular relates to the assembly of transmission components at high altitude, possibly under extreme weather conditions. Considerations, either to dispense with planetary gear or spatially shift gearbox including generators (lower set) generally lead to higher losses due to friction and play between the torque transmission components and thus to a deterioration of the efficiency of the system. Therefore, the invention goes to the solution of this specific problem, the principal way of dissecting large components of the transmission into several components thereof. The ring gear is one of the largest components of the wind turbine gearbox.
Durch die erfindungsgemäße Längsteilung des Hohlrads kann dieses in Bestandteile, vorliegend in Segmentschalen zergliedert werden, die dann einzeln im Getriebegehäuse positioniert und wieder zusammengesetzt werden. Die Stabilität und die Funktionssicherheit des Hohlrads bleiben überraschender Weise trotz der Größe erhalten.Due to the longitudinal division of the ring gear according to the invention, this may be present in components are dissected into segment shells, which are then individually positioned in the gear housing and reassembled. The stability and reliability of the ring gear remain surprisingly preserved despite the size.
Das vorzugsweise aus zwei Hohlradschalen oder Segmenten bestehende Hohlrad kann feststehend vorzugsweise am Getriebegehäuse fixiert sein oder es ist frei drehbar im Gehäuse gelagert.The ring gear preferably consisting of two Hohlradschalen or segments may be fixed fixed preferably on the gear housing or it is freely rotatably mounted in the housing.
Zur Erreichung der nötigen Stabilität sind die einzelnen Hohlradschalen oder Segmente vorzugsweise mittels einer lösbaren Fixiereinrichtung an ihren jeweiligen Längskanten miteinander fest verbindbar. Die Fixiereinrichtung kann hierfür aus einer Anzahl von Schraubenbolzen oder Zugankern bestehen, wobei die Hohlradschalen mit in der radial äußeren Mantelfläche der Schalen eingelassenen Taschen ausgebildet sind, in denen Bohrungen für die Aufnahme der Schraubenbolzen oder Hinterschneidungen für einen Klemmeingriff der Zuganker ausgeformt sind und die in Axialrichtung der Hohlradschalen beabstandet sind. Hierdurch bleibt die äußere Symmetrie des Hohlrads erhalten, da keine vorstehenden Absätze an den Hohlradschalen ausgebildet sind, sodass das Hohlrad entweder leichter am Gehäuse fixierbar ist oder günstigere Rotationseigenschaften aufweist.To achieve the necessary stability, the individual Hohlradschalen or segments are preferably firmly connected to each other by means of a releasable fixing device at their respective longitudinal edges. The fixing device may for this consist of a number of bolts or tie rods, wherein the Hohlradschalen are formed with recessed in the radially outer surface of the shells pockets in which holes for receiving the bolts or undercuts for a clamping engagement of the tie rods are formed and in the axial direction the Hohlradschalen are spaced. As a result, the outer symmetry of the ring gear is maintained because no protruding paragraphs are formed on the Hohlradschalen, so that the ring gear is either easier to fix the housing or has more favorable rotational properties.
Zusätzlich oder alternativ hierzu können die Segmente in Bereichen, in denen keine Innenverzahnung ausgebildet ist, mit radialen Durchgangsbohrungen ausgeformt sein, deren Bohrungsachsen in montiertem Zustand der Segmente fluchten und dabei die Längsachse des Hohlrads vorzugsweise kreuzen. In diese Bohrungen können dann Zugbolzen eingesetzt werden, welche die Segmente an ihren sich jeweils berührenden Längskanten aneinander pressen.Additionally or alternatively, the segments in areas where no internal toothing is formed, be formed with radial through holes, the bore axes are aligned in the assembled state of the segments and thereby preferably intersect the longitudinal axis of the ring gear. In these holes then tension bolts can be used, which press the segments against each other at their respective contacting longitudinal edges.
Schließlich ist es vorzugsweise vorgesehen, an den jeweils aneinander anliegenden Hohlradschalen eine miteinander zusammenwirkende Positioniervorrichtung anzuordnen, die beispielsweise als eine Vorsprung-Rücksprung-Verbindung, etwa in Form einer Nut-Feder-Verbindung oder einer Zapfen-Bohrungs-Verbindung ausgebildet ist.Finally, it is preferably provided to arrange a co-operating positioning device on each adjoining Hohlradschalen formed, for example, as a projection-recess connection, such as in the form of a tongue and groove connection or a pin-hole connection.
Im eingangs genannten Stand der Technik ist der grundsätzliche Aufbau eines Windkraftanlagengetriebes beschrieben, in welchem die Erfindung prinzipiell eingesetzt werden kann. Alternativ hierzu ist es aber auch möglich, das Planetengetriebe einem (jedem) Generator unmittelbar vorzuordnen und die Leistungsverzweigungsstufe quasi als erste Stufe der Rotorabtriebswelle unmittelbar nachzuschalten (d. h. dem Planetengetriebe vorzuschalten). Obgleich bei einer solchen Ausführungsform die Hohlräder grundsätzlich kleiner bauen würden, da sie einer geringeren durchschnittlichen Belastung ausgesetzt sind, ist es auch hier vorteilhaft, diese nach Art der Erfindung zu segmentieren.In the aforementioned prior art, the basic structure of a wind turbine transmission is described, in which the invention can be used in principle. Alternatively, however, it is also possible to directly pre-allocate the planetary gear to a (each) generator and, as it were, to directly connect the power-split stage as the first stage of the rotor output shaft (i.e., to connect it to the planetary gear). Although in such an embodiment the ring gears would in principle be smaller in construction, since they are exposed to a lower average load, it is also advantageous to segment them according to the type of the invention.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained below with reference to a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.
Wie aus der
Die Segmente
Gemäß der
Um eine exakte Positionierung der beiden (oder mehrere) Segmente
Gemäß der
Offenbart wird eine Windkraftanlage mit einem zumindest eine Planetengetriebestufe aufweisenden Getriebe. Das Hohlrad der zumindest einen Planetenradstufe ist erfindungsgemäß in zumindest zwei Radsegmente längsgeteilt.Disclosed is a wind turbine with a transmission having at least one planetary gear stage. The ring gear of the at least one planetary gear according to the invention is longitudinally divided into at least two wheel segments.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Hohlradring gear
- 110, 120110, 120
- Segmentesegments
- 130130
- Zähneteeth
- 140140
- Einbuchtungen/TaschenIndentations / pockets
- 150150
- Anlageflächencontact surfaces
- 160160
- Zugankertie rods
- 170170
- Positioniereinrichtungpositioning
- 180180
- VerstrebungsbolzenVerstrebungsbolzen
- 190190
- Gehäuseabschnitthousing section
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1318329 A2 [0003] EP 1318329 A2 [0003]
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021130860B3 (en) | 2021-11-25 | 2023-03-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Planetary gear with ring gear arrangement that can be decoupled; and drive unit |
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EP1318329A2 (en) | 2001-12-06 | 2003-06-11 | Winergy AG | Transmission for wind power plant |
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2010
- 2010-03-02 DE DE102010009812A patent/DE102010009812A1/en not_active Withdrawn
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EP1318329A2 (en) | 2001-12-06 | 2003-06-11 | Winergy AG | Transmission for wind power plant |
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DE102021130860B3 (en) | 2021-11-25 | 2023-03-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Planetary gear with ring gear arrangement that can be decoupled; and drive unit |
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