DE102010053808A1

DE102010053808A1 - Wind power transmission test rig

Info

Publication number: DE102010053808A1
Application number: DE201010053808
Authority: DE
Inventors: Dr. Berger Günter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-06-14
Also published as: CN103229038B; CN103229038A; WO2012076100A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Windkraftgetriebeprüfstand mit zwei in einem Kreislauf angeordneten Windkraftgetrieben (1, 2), welche auf Antriebsseiten (3, 4) einander zugewendet miteinander verbunden sind und auf Abtriebsseiten (5, 6) miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei im Kreislauf zudem eine Antriebs- (15) und eine Belastungseinheit (14) vorgesehen sind, wobei die Belastungseinheit (14) im Prüfbetrieb ein einstellbares Torsionsmoment in den Kreislauf einleitet und die Antriebseinheit (15) die Windkraftgetriebe (1, 2) in Drehung versetzt, wobei ferner die Windkraftgetriebe (1, 2) jeweils auf der Abtriebsseite (5, 6) mit je einem Torsionsstab (10, 11) verbunden sind, von welchem der eine Torsionsstab (11) als Hohlwelle und der andere Torsionsstab (10) als Vollwelle ausgeführt ist, wobei der als Vollwelle ausgeführte Torsionsstab (10) über Durchführungen (7, 8) durch beide Windkraftgetriebe (1, 2) hindurch und koaxial zu dem anderen Torsionsstab (11) in Richtung der Abtriebsseite (6) des mit diesem verbundenen Windkraftgetriebes (2) geführt ist, wobei die Belastungseinheit (14) mit beiden Torsionsstäben (10, 11) verbunden ist und im Prüfbetrieb die beiden Torsionsstäbe (10, 11) mit dem einstellbaren Torsionsmoment gegeneinander verspannt.The invention relates to a wind power transmission test bench with two wind power transmissions (1, 2) arranged in a circuit, which are connected to each other facing each other on drive sides (3, 4) and are in operative connection with each other on output sides (5, 6), with a drive in the circuit - (15) and a load unit (14) are provided, the load unit (14) introducing an adjustable torsional moment into the circuit in the test mode and the drive unit (15) rotating the wind power transmission (1, 2), the wind power transmission ( 1, 2) are each connected to a torsion bar (10, 11) on the output side (5, 6), of which one torsion bar (11) is designed as a hollow shaft and the other torsion bar (10) is designed as a solid shaft Torsion bar (10) designed as a solid shaft via bushings (7, 8) through both wind power gear units (1, 2) and coaxially to the other torsion bar (11) in the direction of the output side (6) of the wind power transmission (2) connected to it, the load unit (14) being connected to the two torsion bars (10, 11) and the two torsion bars (10, 11) being braced against each other with the adjustable torsional moment during testing.

Description

Die Erfindung betrifft einen Windkraftgetriebeprüfstand mit zwei in einem Kreislauf angeordneten Windkraftgetrieben, welche auf Antriebsseiten einander zugewendet miteinander verbunden sind und auf Abtriebsseiten miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei im Kreislauf zudem eine Antriebs- und eine Belastungseinheit vorgesehen sind, wobei die Belastungseinheit im Prüfbetrieb ein einstellbares Torsionsmoment in den Kreislauf einleitet und die Antriebseinheit die Windkraftgetriebe in Drehung versetzt.The invention relates to a Windkraftgetriebeprüfstand with two arranged in a circuit wind power transmissions which are mutually connected on drive sides and are operatively connected to each other on the output sides, wherein in the circuit also a drive and a load unit are provided, the load unit in the test mode an adjustable torsional moment introduces into the circuit and the drive unit sets the wind turbine gear in rotation.

Bei Windkraftanlagen kommen üblicherweise zur Übersetzung einer langsamen Drehbewegung des Rotors in eine schnelle Rotation zum Antrieb eines Generators zwischengeschaltete Getriebe zum Einsatz, die hierbei normalerweise in Planeten- oder Stirnradbauweise ausgeführt sind. Dabei muss ein derartiges Windkraftgetriebe insbesondere den Kriterien einer hohen übertragbaren Leistung bei gleichzeitig geringer Größe und Gewicht, sowie einer hohen Lebensdauer und niedrigem Wartungsaufwand gerecht werden. Aus diesem Grund werden Windkraftgetriebe von Herstellerseite aufwändigen Tests unterzogen, um einen einwandfreien Betrieb garantieren zu können. Hierfür vorgesehene Windkraftgetriebeprüfstände sind dabei speziell auf die Eigenschaften von Windkraftgetrieben angepasst.In wind turbines are usually used to translate a slow rotational movement of the rotor in a fast rotation to drive a generator intermediate gears used, which are normally designed here in planetary or Stirnradbauweise. In this case, such a wind power transmission must meet the criteria of a high transferable power at the same time small size and weight, and a long life and low maintenance. For this reason, wind turbine gearboxes are subjected to extensive tests by the manufacturer in order to guarantee faultless operation. Wind power transmission test stands intended for this purpose are specially adapted to the properties of wind power transmissions.

Im Prüfbetrieb wird ein Windkraftgetriebe zur Darstellung der im verbauten Zustand auftretenden, antriebsseitigen Belastung über einen Rotor hierbei über eine Belastungseinheit antriebsseitig mit einem Torsionsmoment belastet und zudem über eine Antriebseinheit betrieben. Die hohe Übersetzung eines Windkraftgetriebes würde hierbei allerdings antriebsseitig ein sehr hohes Drehmoment und dementsprechend eine leistungsstarke und damit großbauende Antriebseinheit erfordern. Um dies zu vermeiden, werden bei Windkraftgetriebeprüfständen daher häufig zwei Windkraftgetriebe in einer sogenannten „Back-to-Back”-Anordnung platziert. Hierbei sind die beiden Windkraftgetriebe einander zugewendet antriebsseitig miteinander verbunden und stehen abtriebsseitig miteinander in Wirkverbindung, wobei die Belastungs- und die Antriebseinheit abtriebsseitig vorgesehen sind. Dadurch wird ein Leistungskreislauf ausgebildet, bei welchem das eine Windkraftgetriebe abtriebsseitig über die Antriebseinheit angetrieben wird, diese Bewegung übersetzt antriebsseitig und damit mit hohem Drehmoment auf die Antriebsseite des anderen Windkraftgetriebes übertragen, welches abtriebsseitig wiederum mit der Abtriebsseite des anderen Windkraftgetriebes in Verbindung steht. Eine äußere Belastung wird dabei durch die Belastungseinheit dargestellt in den Leistungskreislauf eingebracht.In test mode, a wind power transmission to represent the occurring in the installed state, the drive-side load via a rotor in this case via a load unit on the drive side loaded with a torsional moment and also operated by a drive unit. However, the high gear ratio of a wind power transmission would require a very high torque on the drive side and accordingly a powerful and therefore large-sized drive unit. To avoid this, wind turbine gearboxes therefore often place two wind turbine gearboxes in a so-called "back-to-back" arrangement. Here, the two wind turbine gearboxes are mutually connected on the drive side connected to each other and are on the output side in operative connection with each other, wherein the loading and the drive unit are provided on the output side. As a result, a power circuit is formed, in which the one wind power transmission is driven on the output side via the drive unit, this movement translates the drive side and thus transferred with high torque to the drive side of the other wind turbine, which in turn is the output side of the other wind power transmission in connection. An external load is shown by the load unit introduced into the power circuit.

Im Allgemeinen sind hierbei Windkraftgetriebeprüfstände bekannt, bei welchen die Belastungseinheit hydromechanisch oder rein mechanisch ausgestaltet ist und eine abtriebsseitige Verbindung der Windkraftgetriebe und eine Rückführung des durch die Belastungseinheit eingebrachten Torsionsmoment über einen außenliegenden Torsionsstab oder ein zusätzliches Getriebe bewerkstelligt wird.In general, in this case Windkraftgetriebeprüfstände are known in which the load unit is designed hydromechanically or purely mechanically and an output side connection of the wind turbine gear and a return of the load unit introduced by the torsional torque is accomplished via an external torsion bar or an additional gear.

Des Weiteren ist aus der CN 1896709 A ein Windkraftgetriebeprüfstand bekannt, bei welchem zwei Windkraftgetriebe nach Art einer Back-to-Back-Anordnung in einem Kreislauf angeordnet und antriebsseitig miteinander verbunden sind, sowie abtriebsseitig miteinander in Wirkverbindung stehen. Hierbei ist abtriebsseitig des einen Getriebes ein Elektromotor und abtriebsseitig des anderen Windkraftgetriebes ein Generator vorgesehen, welche einerseits die Antriebseinheit und andererseits die Belastungseinheit des Kreislaufs darstellen. Durch den Elektromotor wird dabei das Torsionsmoment in den Kreislauf eingebracht und die Rückkoppelung zum Generator durch Umsetzung der abtriebsseitigen Drehbewegung des mit ihm verbundenen Windkraftgetriebes in elektrische Leistung vorgenommen. Dabei ist es durch die rein elektrische, abtriebsseitige Wirkverbindung der beiden Windkraftgetriebe auch möglich, Windkraftgetriebe unterschiedlicher Übersetzung in der Back-to-Back-Anordnung zu prüfen.Furthermore, from the CN 1896709 A a Windkraftgetriebeprüfstand known in which two wind turbine gear in the manner of a back-to-back arrangement arranged in a circuit and connected to one another on the drive side, as well as on the output side are in operative connection. Here, on the output side of the one gear, an electric motor and the output side of the other wind power transmission, a generator is provided, which on the one hand represent the drive unit and on the other hand, the load unit of the circuit. By the electric motor while the torsional moment is introduced into the circuit and made the feedback to the generator by converting the output-side rotational movement of the wind power transmission connected to it into electrical power. It is also possible by the purely electrical, output side active connection of the two wind power gear to test wind turbine gearbox different translation in the back-to-back arrangement.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Windkraftgetriebeprüfstand zur Verfügung zu stellen, mittels welchem Windkraftgetriebe, insbesondere mittelschnell übersetzende Windkraftgetriebe der Multi-Megawatt-Klasse im Bereich 5–10 MW, zuverlässig und mit niedrigem Aufwand geprüft werden können.Starting from the above-described prior art, it is the object of the present invention to provide a wind turbine transmission tester, by means of which wind turbine gear, especially medium-speed translating wind turbine gearboxes of the multi-megawatt class in the range 5-10 MW, reliable and tested at low cost can be.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauffolgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following, dependent claims give each advantageous embodiments of the invention.

Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Windkraftgetriebe jeweils auf der Abtriebsseite mit je einem Torsionsstab verbunden sind, von welchen einer als Hohlwelle und der andere als Vollwelle ausgeführt ist. Dabei ist der als Vollwelle ausgeführte Torsionsstab über Durchführungen in beiden Windkraftgetrieben durch diese hindurch und koaxial zu dem als Hohlwelle ausgeführten Torsionsstab in Richtung der Abtriebsseite des mit diesem verbundenen Windkraftgetriebes geführt. Beide Torsionsstäbe sind hierbei mit der Belastungseinheit verbunden, welche diese im Prüfbetrieb mit dem einstellbaren Torsionsmoment gegeneinander verspannt.The invention comprises the technical teaching that the wind power gear are each connected on the output side with a respective torsion bar, one of which is designed as a hollow shaft and the other as a solid shaft. In this case, the designed as a solid shaft torsion bar is passed through bushings in both wind power transmissions through them and coaxial with the designed as a hollow shaft torsion bar in the direction of the output side of the associated wind power transmission. Both torsion bars are in this case connected to the load unit which clamps them in test mode with the adjustable torsional moment against each other.

Mittels einer derartigen Ausgestaltung eines Windkraftgetriebeprüfstandes kann der Kreislauf rein mechanisch ausgestaltet und hierbei gleichzeitig über die Hindurchführung durch die beiden Windkraftgetriebe auf einen außen geführten Torsionsstab oder gar ein zusätzliches Getriebe verzichtet werden. Dadurch, dass die beiden Windkraftgetriebe abtriebsseitig durch die beiden, über die Belastungseinheit gegeneinander verspannten Torsionsstäbe miteinander in Wirkverbindung stehen und dass damit die abtriebsseitig an dem einen Windkraftgetriebe abgreifbare Drehbewegung auf der Abtriebsseite des anderen Windkraftgetriebes wieder zur Verfügung gestellt wird, muss die Antriebseinheit zum Antreiben der Windkraftgetriebe lediglich die Verlustleistung der beiden drehenden Getriebe überwinden. Folglich kann die Antriebseinheit deutlich kleiner ausgeführt werden. Zur Hindurchführung der Torsionsstäbe durch die beiden Windkraftgetriebe können dabei bereits vorhandene, zentrische Durchführungen der Getriebe genutzt werden, über welche im verbauten Zustand in einer Windkraftanlage elektrische und/oder hydraulische Versorgungsleitungen zum Rotor geführt werden, beispielsweise für hydraulische oder elektrische Systeme und Sensorik des Rotors bzw. der Blätter. Dementsprechend ist hierfür keine zusätzliche Bearbeitung der Windkraftgetriebe notwendig. By means of such a design of a Windkraftgetriebeprüfstandes the circuit can be designed purely mechanical and this can be dispensed simultaneously on the passage through the two wind turbine gear on an externally guided torsion bar or even an additional gear. Due to the fact that the two wind power gearboxes are actively connected to one another on the output side by the two torsion bars braced against each other via the load unit and that the rotary output on the driven side of the other wind power gearbox is made available on the output side of the wind power gearbox, the drive unit must be able to drive the Wind power transmission only overcome the power loss of the two rotating gearbox. Consequently, the drive unit can be made significantly smaller. For passing the torsion bars through the two wind power transmissions, already present, central bushings of the gear can be used, via which electrical and / or hydraulic supply lines are routed to the rotor in the installed state in a wind power plant, for example for hydraulic or electrical systems and sensors of the rotor or the leaves. Accordingly, no additional processing of the wind turbine gear is necessary for this.

Im Unterschied hierzu muss bei bekannten, mechanisch aufgebauten Kreisläufen eine Rückkoppelung über ein zusätzliches Getriebe oder einen außenliegenden Torsionsstab bewerkstelligt werden, was entsprechend den Aufwand bzw. den Platzbedarf des Windkraftgetriebeprüfstands erhöht. Bei einer elektrischen Rückkoppelung entsprechend der CN 1896709 A muss aufgrund der Rückführung der an der Abtriebsseite des einen Windkraftgetriebes abgreifbaren mechanischen Leistung als elektrische Leistung durch den Generator und deren erneute Umsetzung wiederum in mechanische Leistung durch den Elektromotor nicht nur eine Verlustleistung des Systems ausgeglichen, sondern das komplette notwendige Drehmoment zum Antrieb der beiden gegeneinander verspannten Windkraftgetriebe durch den Elektromotor dargestellt werden. Im Bereich von mittelschnell übersetzenden Windkraftgetrieben der Leistungsklasse 5–10 MW geraten Elektromotoren hier an ihre Leistungsgrenze, da Momente oberhalb von 50 kNm notwendig werden. Folglich lässt sich ein System der CN 1896709 A nicht oder nur mit erheblichem Aufwand in der Leistungsklasse 5–10 MW verwirklichen.In contrast, in known, mechanically constructed circuits a feedback via an additional gear or an external torsion bar must be accomplished, which increases according to the effort and space requirements of Windkraftgetriebeprüfstands. In an electrical feedback according to the CN 1896709 A must be compensated due to the return of the tapped off on the output side of a wind turbine mechanical power as electrical power by the generator and their re-conversion into mechanical power by the electric motor not only a power loss of the system, but the complete necessary torque to drive the two braced against each other Wind power transmission can be represented by the electric motor. In the area of medium-speed wind power transmissions of the 5-10 MW power class, electric motors are reaching their performance limits here, since torques above 50 kNm become necessary. Consequently, a system of CN 1896709 A can not or only with considerable effort in the performance class 5-10 MW realize.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Verbindung der Abtriebsseite des jeweiligen Windkraftgetriebes mit dem je zugehörigen Torsionsstab über Steckverzahnungen gestaltet. Vorteilhafterweise ist diese abtriebsseitige Verbindung hierbei jeweils mit einer Sonnenwelle einer Planetenstufe des jeweiligen Windkraftgetriebes hergestellt. Hierdurch lässt sich eine schnell herstellbare Verbindung des jeweiligen Windkraftgetriebes mit dem je zugehörigen Torsionsstab darstellen, wodurch die benötigte Zeit zum Aufrüsten der Windkraftgetriebe auf den Windkraftgetriebeprüfstand abgesenkt werden kann.In a further development of the invention, a connection of the output side of the respective wind power transmission with the respective associated torsion bar is designed via splines. Advantageously, this output-side connection is in each case produced with a sun shaft of a planetary stage of the respective wind power transmission. This makes it possible to represent a connection of the respective wind power transmission with the associated torsion bar that can be produced quickly, as a result of which the time required for upgrading the wind power transmissions to the wind power transmission test bench can be lowered.

Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebseinheit auf der der Belastungseinheit abgewandten Seite der Windkraftgetriebe platziert. Durch die Anordnung der Belastungseinheit auf der einen Seite und der Antriebseinheit auf der anderen Seite der Windkraftgetriebe kann eine gleichmäßige Verteilung um die Windkraftgetriebe erreicht werden. Allerdings ist im Rahmen der Erfindung auch eine anderweitige Platzierung der Antriebseinheit im Leistungskreislauf, beispielsweise auch hinter der Belastungseinheit, denkbar.According to one embodiment of the invention, the drive unit is placed on the side facing away from the load unit of the wind turbine gear. By arranging the loading unit on the one side and the drive unit on the other side of the wind power transmission, a uniform distribution around the wind power transmission can be achieved. However, in the context of the invention, another placement of the drive unit in the power circuit, for example, behind the load unit, conceivable.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Belastungseinheit durch einen hydraulischen Schwenkmotor gebildet. Dies hat den Vorteil, dass durch die Hydraulik ohne Probleme das geforderte Torsionsmoment zum Verspannen der beiden Torsionsstäbe gegeneinander dargestellt werden kann und zudem eine Prüfung von Windkraftgetrieben unterschiedlicher Übersetzung möglich ist, da ein hydraulischer Schwenkmotor drehzahlvariabel ist.In a further development of the invention, the load unit is formed by a hydraulic swing motor. This has the advantage that the required torsional moment for bracing the two torsion bars can be represented against each other by the hydraulics without problems and also a test of wind power transmissions of different translation is possible because a hydraulic swing motor is variable speed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebseinheit durch einen Elektromotor gebildet. Hierdurch kann eine kompakte und gut regelbare Antriebseinheit verwirklicht werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the drive unit is formed by an electric motor. In this way, a compact and easily controllable drive unit can be realized.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Torsionsstäbe in den jeweiligen Durchführungen der Windkraftgetriebe gegenüber Getriebeinnenräumen über Dichtelemente abgedichtet.In a further development of the invention, the torsion bars in the respective passages of the wind turbine gearboxes are sealed against the inside of the transmission via sealing elements.

Vorteilhafterweise sind diese Dichtelemente als je ein in der jeweiligen Durchführung koaxial zu den Torsionsstäben platziertes, abdichtendes Rohr ausgestaltet. Hierdurch kann ein unerwünschter Eintrag von Verunreinigungen in die jeweiligen Getriebeinnenräume und ein Austreten von Schmiermittel wirksam verhindert werden.Advantageously, these sealing elements are each configured as a sealing tube placed coaxially with the torsion bars in the respective bushing. In this way, an undesirable entry of contaminants into the respective transmission interior and leakage of lubricant can be effectively prevented.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand einer Figur näher dargestellt.Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to a figure.

Die einzige Figur zeigt eine stark schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Windkraftgetriebeprüfstands, mittels welchem Windkraftgetriebe bevorzugt nach erfolgter Fertigung Abschlussuntersuchungen unterzogen werden können. Wie vorliegen zu erkennen ist, sind auf dem erfindungsgemäßen Windkraftgetriebeprüfstand zwei – hier nicht weiter im Detail dargestellte – Windkraftgetriebe 1 und 2 vorgesehen, wobei diese Windkraftgetriebe 1 und 2 auf dem Fachmann bekannte Art und Weise in Planetenbauweise ausgeführt sind. Auf dem Windkraftgetriebeprüfstand sind die beiden Windkraftgetriebe 1 und 2 hierbei nach Art einer Back-to-Back-Anordnung spiegelbildlich zueinander positioniert, so dass sich jeweils Antriebsseiten 3 und 4 der Windkraftgetriebe 1 und 2 gegenüber liegen.The single FIGURE shows a highly schematic representation of the wind turbine gearbox according to the invention, by means of which wind turbine gearbox preferably after completion of production can be subjected to final examinations. As can be seen, are on the Windkraftgetriebeprüfstand invention two - not here further illustrated in detail - wind turbine gearbox 1 and 2 provided, these wind power transmission 1 and 2 in a manner known to the person skilled in planetary design are executed. On the wind turbine gearbox are the two wind turbine gearboxes 1 and 2 here in the manner of a back-to-back arrangement mirror images of each other positioned so that each drive sides 3 and 4 the wind turbine gearbox 1 and 2 lie opposite.

Im verbauten Zustand des jeweiligen Windkraftgetriebes 1 oder 2 ist die Antriebsseite 3 bzw. 4 mit einem Rotor einer Windkraftanlage gekoppelt, während eine Abtriebsseite 5 bzw. 6 des jeweiligen Windkraftgetriebes 1 oder 2 mit einem Generator der Windkraftanlage verbunden ist. Des Weiteren verläuft zentrisch in jedem der beiden Windkraftgetriebe 1 und 2 jeweils zwischen der Antriebsseite 3 bzw. 4 und der Abtriebsseite 5 bzw. 6 eine Durchführung 7 bzw. 8 durch das jeweilige Windkraftgetriebe 1 bzw. 2, über welche im verbauten Zustand elektrische und/oder hydraulische Versorgungsleitungen von der jeweiligen Abtriebsseite 5 bzw. 6 zu der jeweiligen Antriebsseite 3 bzw. 4 geführt werden. Über diese Versorgungsleitungen werden der Rotor und/oder die daran anknüpfenden Rotorblätter zur Darstellung von Stellaufgaben oder zur Versorgung von dort angegliederten Sensoren entsprechend versorgt.In the installed state of the respective wind turbine gearbox 1 or 2 is the drive side 3 respectively. 4 coupled to a rotor of a wind turbine while a driven side 5 respectively. 6 of the respective wind power transmission 1 or 2 connected to a generator of the wind turbine. Furthermore, it runs centrically in each of the two wind turbine gearboxes 1 and 2 each between the drive side 3 respectively. 4 and the output side 5 respectively. 6 an implementation 7 respectively. 8th through the respective wind turbine gearbox 1 respectively. 2 , via which in the installed state electrical and / or hydraulic supply lines from the respective output side 5 respectively. 6 to the respective drive side 3 respectively. 4 be guided. About these supply lines of the rotor and / or the adjoining rotor blades for the representation of actuating tasks or for the supply of affiliated there sensors are supplied accordingly.

Wie des Weiteren aus der einzigen Figur hervorgeht, ist zwischen den Windkraftgetrieben 1 und 2 eine Hohlwelle 9 angeordnet, die an axialen Enden jeweils mit den Antriebsseiten 3 und 4 verbunden ist und somit die Windkraftgetriebe 1 und 2 antriebsseitig miteinander koppelt. Als Besonderheit ist nun das Windkraftgetriebe 1 auf der Abtriebsseite 5 mit einem als Vollwelle ausgeführten Torsionsstab 10 und das Windkraftgetriebe 2 auf der Abtriebsseite 6 mit einem als Hohlwelle ausgeführten Torsionsstab 11 jeweils verbunden. Die Verbindung der Torsionsstäbe 10 und 11 mit der jeweiligen Abtriebsseite 5 bzw. 6 ist hierbei über – hier nicht weiter im Detail dargestellte – Steckverzahnungen ausgestaltet, die bevorzugt jeweils mit einer Sonnenwelle einer Planetenstufe des jeweiligen Windkraftgetriebes 1 bzw. 2 hergestellt ist.As further shown in the single figure is between the wind power transmissions 1 and 2 a hollow shaft 9 arranged at the axial ends respectively with the drive sides 3 and 4 is connected and thus the wind turbine gearbox 1 and 2 coupled on the drive side. As a special feature is now the wind turbine gearbox 1 on the output side 5 with a solid shaft torsion bar 10 and the wind turbine gearbox 2 on the output side 6 with a torsion bar designed as a hollow shaft 11 each connected. The connection of the torsion bars 10 and 11 with the respective output side 5 respectively. 6 is here via - not shown in detail here - designed splines, preferably each with a sun shaft of a planetary stage of the respective wind turbine gear 1 respectively. 2 is made.

Die Torsionsstäbe 10 und 11 sind nun im weiteren Verlauf jeweils mit einer auf der Abtriebsseite 6 des Windkraftgetriebes 2 angeordneten Belastungseinheit 14 verbunden, wobei der Torsionsstab 10 hierzu koaxial zu dem Torsionsstab 11 durch die Durchführungen 7 und 8 der Windkraftgetriebe 1 und 2 hindurchgeführt ist. Die Belastungseinheit 14 ist hierbei bevorzugt als hydraulischer Schwenkmotor ausgestaltet, welcher bei Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Fluid die beiden Torsionsstäbe 10 und 11 mit einem entsprechenden Torsionsmoment gegeneinander verspannt. Die Torsionsstäbe 10 und 11 werden somit über die Belastungseinheit 14 mittelbar miteinander gekoppelt, so dass auch die Abtriebsseiten 5 und 6 der Windkraftgetriebe 1 und 2 miteinander in Wirkverbindung stehen. Dementsprechend wird ein auf der Abtriebsseite 6 des Windkraftgetriebes 2 abgreifbares Drehmoment mechanisch wieder zu der Abtriebsseite 5 des Windkraftgetriebes 1 zurückgeführt.The torsion bars 10 and 11 are now in the further course each with a on the output side 6 of wind power transmission 2 arranged load unit 14 connected, wherein the torsion bar 10 for this purpose coaxial with the torsion bar 11 through the bushings 7 and 8th the wind turbine gearbox 1 and 2 passed through. The load unit 14 is here preferably designed as a hydraulic swing motor, which upon application of a pressurized fluid, the two torsion bars 10 and 11 braced against each other with a corresponding torsional moment. The torsion bars 10 and 11 are thus about the load unit 14 indirectly coupled with each other, so that the output sides 5 and 6 the wind turbine gearbox 1 and 2 interact with each other. Accordingly, one on the output side 6 of wind power transmission 2 Tactile torque mechanically back to the output side 5 of wind power transmission 1 recycled.

Zum Antrieb der beiden Windkraftgetriebe 1 und 2 im Prüfbetrieb ist ferner auf der Abtriebsseite 5 des Windkraftgetriebes 1 eine Antriebseinheit 15 vorgesehen, die mit dem Torsionsstab 10 in Verbindung steht und diesen in Drehbewegung versetzen kann. Die Antriebseinheit 15 ist hierbei bevorzugt als Elektromotor ausgebildet, wobei im Rahmen der Erfindung auch eine anderweitige Ausgestaltung, beispielsweise in Form eines Hydraulikmotors, denkbar ist. Zudem kann die Antriebseinheit 15 auch an einer anderen Position des durch die Verbindung zwischen den Antriebsseiten 3 und 4 und der mittelbaren Koppelung der Abtriebsseiten 5 und 6 der Windkraftgetriebe 1 und 2 gebildeten Leistungskreislaufs angeordnet sein. Hierbei kommt auch eine Anordnung auf der dem Windkraftgetriebe 2 abgewandten Seite der Belastungseinheit 14 in Betracht.To drive the two wind turbine gearboxes 1 and 2 in test mode is also on the output side 5 of wind power transmission 1 a drive unit 15 provided with the torsion bar 10 is in communication and can put this into rotary motion. The drive unit 15 is hereby preferably designed as an electric motor, wherein within the scope of the invention, another embodiment, for example in the form of a hydraulic motor, is conceivable. In addition, the drive unit 15 also at a different position of the through the connection between the drive sides 3 and 4 and the indirect coupling of the output sides 5 and 6 the wind turbine gearbox 1 and 2 be formed formed power circuit. Here is also an arrangement on the wind turbine gearbox 2 opposite side of the load unit 14 into consideration.

Im Bereich der Durchführungen 7 und 8 durch das jeweilige Windkraftgetriebe 1 bzw. 2 ist zudem jeweils ein abdichtendes Rohr 16 bzw. 17 vorgesehen, welches jeweils koaxial zu den Torsionsstäben 10 und 11 platziert ist und einen Getriebeinnenraum des jeweiligen Windkraftgetriebes 1 bzw. 2 gegenüber der Durchführung 7 bzw. 8 abdichtet. Durch dieses Rohr 16 bzw. 17 wird ein Eintrag von Verunreinigungen in den Getriebeinnenraum und ein Austreten von Schmiermittel aus diesem wirksam verhindert.In the field of bushings 7 and 8th through the respective wind turbine gearbox 1 respectively. 2 is also a sealing pipe 16 respectively. 17 provided, which in each case coaxial with the torsion bars 10 and 11 is placed and a transmission interior of the respective wind turbine gear 1 respectively. 2 towards the implementation 7 respectively. 8th seals. Through this pipe 16 respectively. 17 An entry of contaminants in the transmission interior and leakage of lubricant is effectively prevented from this.

Im Prüfbetrieb des erfindungsgemäßen Windkraftgetriebeprüfstands werden zunächst die beiden Torsionsstäbe 10 und 11 über die Belastungseinheit 14 mit einem jeweils eingestellten Torsionsmoment gegeneinander verspannt. Bei einem darauffolgenden Antrieb des Torsionsstabs 10 wird die durch die Antriebseinheit 15 hervorgerufene Drehbewegung entsprechend der Übersetzung des Windkraftgetriebes 1 ins Langsame übersetzt auch auf der Antriebsseite 3 hervorgerufen und durch die starre Koppelung über die Hohlwelle 9 auch auf die Antriebsseite 4 des Windkraftgetriebes 2 übertragen. Entsprechend der Übersetzung des Windkraftgetriebes 2, welche hierbei aufgrund der starren Rückkoppelung zum Windkraftgetriebe 1 einer Übersetzung des Windkraftgetriebes 1 entsprechen muss, wird die Drehbewegung zur Abtriebsseite 6 wiederum ins Schnelle übersetzt und über den Torsionsstab 6 und mittels der Belastungseinheit 14 und Torsionsstab 10 wiederum zur Abtriebsseite 5 des Windkraftgetriebes 1 zurückgeführt. Aufgrund dieser Rückführung muss die Antriebseinheit 15 zum Antreiben beider Windkraftgetriebe 1 und 2 lediglich Verlustleistungen beider drehenden Getriebe 1 und 2 ausgleichen, so dass diese entsprechend des hierfür nur notwendigen, geringen Drehmoments entsprechend klein dimensioniert werden kann.In the test mode of the wind turbine transmission test stand according to the invention, first the two torsion bars 10 and 11 about the load unit 14 braced against each other with a respective set torsional moment. In a subsequent drive of the torsion bar 10 is the by the drive unit 15 caused rotational movement corresponding to the translation of the wind turbine 1 translated to slow also on the drive side 3 caused by the rigid coupling via the hollow shaft 9 also on the drive side 4 of wind power transmission 2 transfer. According to the translation of the wind turbine 2 , which in this case due to the rigid feedback to the wind turbine gearbox 1 a translation of the wind turbine gearbox 1 must correspond, the rotational movement to the output side 6 translated into fast and over the torsion bar 6 and by means of the load unit 14 and torsion bar 10 turn to the output side 5 of wind power transmission 1 recycled. Due to this feedback, the drive unit must 15 for driving both wind power transmissions 1 and 2 only power losses of both rotating gearbox 1 and 2 compensate so that they can be dimensioned according to the only necessary, low torque correspondingly small.

Gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Windkraftgetriebeprüfstandes ist es möglich, problemlos auch eine Prüfung von mittelschnell übersetzenden Windkraftgetrieben der Multi-Megawatt-Klasse im Bereich 5–10 Megawatt vorzunehmen, ohne dass hierfür eine Antriebseinheit mit einem hohen darstellbaren Drehmoment oder ein zusätzliches Getriebe vorgesehen werden muss. Des Weiteren ist die mechanische Rückführung von der einen Abtriebsseite 6 des Windkraftgetriebes 2 zu der anderen Abtriebsseite 5 des Windkraftgetriebes 1 äußerst kompakt und mit wenigen Bauteilen gestaltet, was den Aufwand zur Ausgestaltung des Windkraftgetriebeprüfstandes entsprechend vermindert. Schließlich kann durch Nutzen der bereits vorhandenen Durchführungen 7 und 8 in den Windkraftgetrieben 1 und 2 auch ein schneller Prüfstandsaufbau erfolgen.According to the inventive design of a Windkraftgetriebeprüfstandes, it is possible to easily make a test of medium-speed translating wind power gearboxes of the multi-megawatt class in the range 5-10 megawatts, without the need for a drive unit with a high representable torque or an additional gear must be provided. Furthermore, the mechanical feedback from the one output side 6 of wind power transmission 2 to the other output side 5 of wind power transmission 1 extremely compact and designed with few components, which reduces the effort to design the Windkraftgetriebeprüfstandes accordingly. Finally, by taking advantage of existing accomplishments 7 and 8th in the wind power gearboxes 1 and 2 also a fast test bench setup done.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

CN 1896709A [0005, 0010]

Claims

Wind power transmission test bench with two wind power gearboxes arranged in a circuit ( 1 . 2 ), which are on drive sides ( 3 . 4 ) are mutually connected to each other and on output sides ( 5 . 6 ) are in operative connection with each other, wherein in the circuit also a drive ( 15 ) and a load unit ( 14 ), the load unit ( 14 ) introduces an adjustable torsional moment into the circuit during test operation and the drive unit ( 15 ) the wind turbine gearboxes ( 1 . 2 ) is rotated, characterized in that the wind power transmission ( 1 . 2 ) each on the output side ( 5 . 6 ) each with a torsion bar ( 10 . 11 ), of which the one torsion bar ( 11 ) as a hollow shaft and the other torsion bar ( 10 ) is designed as a solid shaft, wherein the designed as a solid shaft torsion bar ( 10 ) on bushings ( 7 . 8th ) by both wind power transmissions ( 1 . 2 ) and coaxial with the other torsion bar ( 11 ) in the direction of the output side ( 6 ) of the associated wind power transmission ( 2 ), the load unit ( 14 ) with both torsion bars ( 10 . 11 ) and in test operation, the two torsion bars ( 10 . 11 ) braced against each other with the adjustable torsional moment.

Windkraftgetriebeprüfstand according to claim 1, characterized in that a compound of the output side ( 5 . 6 ) of the respective wind power transmission ( 1 . 2 ) with the associated torsion bar ( 10 . 11 ) via splines ( 12 . 13 ) is designed.

Windkraftgetriebeprüfstand according to claim 1 or 2, characterized in that a compound of the output side ( 5 . 6 ) of the respective wind power transmission ( 1 . 2 ) with the associated torsion bar ( 10 . 11 ) each with a sun shaft of a planetary stage of the respective wind power transmission ( 1 . 2 ) is made.

Windkraftgetriebeprüfstand according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive unit ( 15 ) on the load unit ( 14 ) facing away from the wind turbine gearbox ( 1 . 2 ) is placed.

Wind power transmission test stand according to one of the preceding claims, characterized in that the load unit ( 14 ) is formed by a hydraulic swing motor.

Wind power transmission test stand according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit ( 15 ) is formed by an electric motor.

Windkraftgetriebeprüfstand according to any one of the preceding claims, characterized in that the torsion bars ( 10 . 11 ) in the respective executions ( 7 . 8th ) of the wind power transmission ( 1 . 2 ) are sealed against transmission interiors via sealing elements.

Windkraftgetriebeprüfstand according to claim 7, characterized in that the sealing elements than ever in the respective implementation ( 7 . 8th ) coaxial with the torsion bars ( 10 . 11 ), sealing tube ( 16 . 17 ) are configured.