DE102013201400A1

DE102013201400A1 - Windenergieanlagen-Getriebe und Verfahren zum Warten eines Windenergieanlagen-Getriebes

Info

Publication number: DE102013201400A1
Application number: DE201310201400
Authority: DE
Inventors: Ingo Kenzler
Original assignee: Senvion GmbH
Current assignee: Senvion GmbH
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2014-07-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warten eines Windenergieanlagen-Getriebes (18). Das Getriebe weist ein mit einer Ölfüllung (22) versehenes Getriebegehäuse (21) auf. Es wird eine Vakuumpumpe (30) an eine oberhalb des Ölniveaus (23) angeordnete Anschlussöffnung (28) angeschlossen, wobei das Getriebegehäuse (21) abgesehen von der Anschlussöffnung (28) dicht ist. Die Vakuumpumpe (30) wird in Betrieb gesetzt, so dass ein Unterdruck in dem Getriebegehäuse (21) entsteht. Ein Bauteil (27, 25) wird entfernt, das eine unterhalb des Ölniveaus (23) liegende Öffnung (24, 26) des Getriebegehäuses (21) verschließt. Die Erfindung betrifft außerdem ein entsprechendes Getriebe (18). Durch die Erfindung wird es möglich, unterhalb des Ölniveaus (23) liegende Bauteile (25, 27) auszubauen, ohne dass zuvor das Öl abgelassen werden muss.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warten eines Getriebes einer Windenergieanlage sowie ein Windenergieanlagen-Getriebe. Das Getriebe umfasst ein mit einer Ölfüllung versehenes Getriebegehäuse.
Beim Warten eines Windenergieanlagen-Getriebes kommt es regelmäßig vor, dass ein Bauteil vom Getriebegehäuse entfernt werden muss, das unterhalb des Ölniveaus liegt und das sich durch die Gehäusewand hindurch erstreckt. Schraubt man das Bauteil einfach heraus, läuft Öl aus.
Bislang wird bei einer solchen Wartung so vorgegangen, dass das Öl so weit aus dem Getriebegehäuse abgelassen wird, dass das Ölniveau unterhalb des Bauteils liegt. Dadurch ist sichergestellt, dass nach dem Lösen des Bauteils kein Öl durch die Öffnung in dem Getriebegehäuse auslaufen kann. Bei einer Ölmenge von bis zu 900 l in einem großen Windenergieanlage-Getriebe, die im Extremfall vollständig abgelassen und unter beengten Verhältnissen in Kanistern aufgefangen werden muss, ist diese Vorgehensweise umständlich und zeitaufwändig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und ein Windenergieanlagen-Getriebe vorzustellen, die eine zeitsparende Wartung ermöglichen. Ausgehend vom genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Vakuumpumpe an eine oberhalb des Ölniveaus angeordnete Anschlussöffnung angeschlossen, wobei das Getriebegehäuse abgesehen von der Anschlussöffnung dicht ist. Die Vakuumpumpe wird in Betrieb gesetzt, so dass ein Unterdruck in dem Getriebegehäuse entsteht. Ein Bauteil wird entfernt, das eine unterhalb des Ölniveaus liegende Öffnung des Getriebegehäuses verschließt.
Zunächst werden einige Begriffe erläutert. Bei einem mit einer Ölfüllung versehenen Getriebegehäuse sammelt sich das Öl im unteren Bereich des Getriebegehäuses. Die Ebene, die den oberen Abschluss der Ölfüllung bildet, wird als Ölniveau bezeichnet. Eine Öffnung liegt dann unterhalb des Ölniveaus, wenn der tiefste Punkt der Öffnung unterhalb des Ölniveaus liegt. Ein Getriebegehäuse ist dicht, wenn der Leckfluss zwischen der Umgebung und dem Innenraum des Getriebes so gering ist, dass mit der Vakuumpumpe ein Vakuum erzeugt und aufrechterhalten werden kann. Der Leckfluss ist vorzugsweise klein im Vergleich mit der Saugleistung der Vakuumpumpe. Ein Leckfluss kann sich beispielsweise durch die Verwendung von Labyrinthdichtungen ergeben.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es möglich, ein unterhalb des Ölniveaus liegendes Bauteil des Getriebegehäuses auszutauschen, ohne dass das Öl zuvor abgelassen werden muss. Durch den Unterdruck im Getriebegehäuse, der mit der Vakuumpumpe erzeugt wird, wird das Öl am Auslaufen gehindert. Indem das Ablassen des Öls entfällt, kann sofort nach dem Anschließen der Vakuumpumpe mit den eigentlichen Arbeiten begonnen werden und es wird in erheblichem Umfang Zeit eingespart.
Die Anschlussöffnung, an die die Vakuumpumpe angeschlossen wird, kann beispielsweise eine Öffnung sein, über die im normalen Betrieb des Getriebes ein Austausch von Luft zwischen dem Inneren des Getriebegehäuses und der Außenwelt stattfindet. Für den Normalbetrieb kann ein Belüftungsfilter für die Anschlussöffnung vorgesehen sein. Die Anschlussöffnung kann mit einem geeigneten Verbindungselement, wie etwa einem Gewinde, versehen sein, über das der Belüftungsfilter an die Anschlussöffnung angeschlossen werden kann. Der Durchmesser der Anschlussöffnung kann beispielsweise zwischen 2 cm und 3 cm liegen.
Die Vakuumpumpe kann ein passendes Gegenstück zu dem Verbindungselement der Anschlussöffnung aufweisen. Das Gegenstück kann an einem flexiblen Saugschlauch ausgebildet sein, wodurch sich eine gewisse Freiheit beim Positionieren der eigentlichen Vakuumpumpe ergibt.
Wenn die angeschlossene Vakuumpumpe in Betrieb ist, besteht in dem Getriebegehäuse ein Unterdruck, der geringer ist als der Atmosphärendruck. Da das Getriebegehäuse dicht ist, ist es möglich, eine solche Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Getriebegehäuses und der Umgebung herzustellen und aufrechtzuerhalten. Der Unterdruck ist so bemessen, dass das Öl daran gehindert wird, durch die unterhalb des Ölniveaus liegende Öffnung auszulaufen. Wie groß der Unterdruck dazu sein muss, hängt unter anderem davon ab, wie weit unterhalb des Ölniveaus die Öffnung angeordnet ist. Zu groß sollte der Unterdruck nicht sein, weil ansonsten Luft durch die Öffnung hindurch angesaugt wird, die in Form von Blasen durch das Öl nach oben steigt. Der geeignete Unterdruck lässt sich anhand dieser Vorgaben im Einzelfall leicht anhand von Versuchen ermitteln. Versuche haben gezeigt, dass bei Öffnungen, die bis zu 400 mm unterhalb des Ölniveaus liegen, mit einem handelsüblichen Industriestaubsauger ein geeigneter Unterdruck aufgebaut werden kann. Der Durchmesser der unterhalb des Ölniveaus liegenden Öffnung betrug in dem Beispiel etwa 5 cm.
Im einfachsten Fall ist die Anschlussöffnung, an die die Vakuumpumpe angeschlossen ist, die einzige Öffnung in dem Getriebegehäuse, durch die ein Luftaustausch zwischen dem Innenraum und der Umgebung stattfindet. Ist eine weitere Öffnung oberhalb des Ölniveaus vorhanden, sollte diese zu Beginn des Verfahrens verschlossen werden. Es kann zu diesem Zweck ein passender Stopfen bereitgestellt werden. Eine zweite solche Öffnung ist in dem Getriebegehäuse beispielsweise dann vorhanden, wenn dieses mit zwei Belüftungsfiltern ausgestattet ist.
Windenergieanlagen-Getriebe umfassen in der Regel eine Mehrzahl von Bauteilen, die eine unterhalb des Ölniveaus liegende Öffnung in dem Getriebegehäuse verschließen. Zu diesen Bauteilen gehören beispielsweise Ventile, der Anschluss einer Ölheizung, Sensoren für den Füllstand oder die Temperatur des Öls sowie Ölleitungen oder Schläuche. Alle diese Bauteile können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens von dem Getriebegehäuse gelöst werden, ohne dass Öl ausläuft. Die Verbindung des Bauteils mit dem Getriebegehäuse erfolgt vorzugsweise über ein Gewinde.
Zum Ende des Verfahrens wird die unterhalb des Ölniveaus liegende Öffnung wieder verschlossen. Das Bauteil, das in die Öffnung eingesetzt wird, ist entweder das gleiche, das zuvor entfernt wurde, oder ein Ersatzteil. Die Vakuumpumpe wird wieder von der Anschlussöffnung gelöst und die Anschlussöffnung entweder verschlossen oder mit dem jeweiligen Bauteil versehen, das dort für den normalen Betrieb vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Windenergieanlagen-Getriebe mit einem mit einer Ölfüllung versehenen Getriebegehäuse. Das Getriebegehäuse hat eine oberhalb des Ölniveaus angeordnete Anschlussöffnung, wobei das Getriebegehäuse mit Ausnahme der Anschlussöffnung dicht ist. Erfindungsgemäß ist an die Anschlussöffnung eine Vakuumpumpe angeschlossen.
Eine im Normalbetrieb des Getriebes bestehende Öffnung oberhalb des Ölniveaus in dem Getriebegehäuse kann mit einem Stopfen verschlossen sein. Die Vakuumpumpe kann über einen flexiblen Schlauch mit einer Anschlussöffnung verbunden sein. Das Getriebe kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben sind.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage;
2: eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs einer Windenergieanlage; und
3: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Getriebes.
Bei einer Windenergieanlage in 1 ist eine Gondel 14 auf einem Turm 15 gelagert. Die Gondel 14 trägt einen Rotor 16 mit drei Rotorblättern. Die Gondel 14 kann um eine im Wesentlichen senkrechte Achse relativ zu dem Turm 15 gedreht werden, um den Rotor 16 zum Wind auszurichten.
Der Rotor 16 ist gemäß 2 über eine Rotorwelle 17 mit einem Getriebe 18 und einem Generator 19 verbunden. Wenn der Rotor 16 sich dreht, übersetzt das Getriebe 18 die Rotordrehzahl auf eine höhere Drehzahl, mit der der Generator 19 angetrieben wird. Die mit dem Generator 19 erzeugte elektrische Energie wird über einen Umrichter 20 an ein Stromnetz abgegeben.
Der Rotor 16 bildet zusammen mit dem Getriebe 18 und dem Generator 19 den Antriebsstrang der Windenergieanlage. Der Antriebsstrang ist mit einer Neigung von einigen Grad gegenüber der Horizontalen in der Gondel 14 gelagert.
Gemäß 3 umfasst das Getriebe 18 ein Getriebegehäuse 21, das einen Innenraum des Getriebes 18 umschließt. Das Getriebe 18 ist mit einer Ölfüllung 22 versehen, die den Innenraum des Getriebes 18 zu einem Teil auffüllt. Das sich aus der Ölfüllung 22 ergebende Ölniveau 23 ist in 3 mit einer waagerechten Linie angedeutet.
Das Getriebegehäuse 21 ist mit einer ersten unterhalb des Ölniveaus 23 liegenden Öffnung 24 versehen, in die ein Schlauch 25 eingeschraubt ist, der zu einer Ölheizung (nicht dargestellt) führt. Durch den Schlauch 25 und weitere sich an den Schlauch anschließende Elemente ist die Öffnung 24 verschlossen.
In eine weitere unterhalb des Ölniveaus 23 liegende Öffnung 26 ist ein Füllstands-Sensor 27 eingeschraubt, der ein Signal gibt, wenn das Ölniveau 23 unter einen vorgegebenen Schwellwert absinkt. Der Sensor 27 verschließt die Öffnung 26, so dass das Öl durch die Öffnung 26 nicht austreten kann.
Das Getriebegehäuse 21 hat außerdem eine oberhalb des Ölniveaus 23 liegende Anschlussöffnung 28. Im Normalbetrieb des Getriebes 18 ist an die Anschlussöffnung 28 ein Belüftungsfilter (nicht dargestellt) angeschlossen. Der Belüftungsfilter wird zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens entfernt und stattdessen ein flexibler Schlauch 29 mit der Anschlussöffnung 28 verbunden. Der Schlauch 29 führt zu einer Vakuumpumpe 30 in Form eines Industriestaubsaugers.
Eine weitere oberhalb des Ölniveaus 23 liegende Öffnung 31 in dem Getriebegehäuse 21 ist im Normalbetrieb des Getriebes 18 ebenfalls mit einem Belüftungsfilter versehen. Zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Belüftungsfilter entfernt und durch einen Stapfen 32 ersetzt. Das Getriebegehäuse 21 ist dann abgesehen von der Anschlussöffnung 28 dicht. Mit der Vakuumpumpe 30 kann ein Unterdruck im Innenraum des Getriebes 18 erzeugt werden.
Zu den Wartungsarbeiten bei dem Getriebe 18 gehört es, den Sensor 27 auf fehlerfreie Funktion zu überprüfen. Der Sensor 27 wird zu diesem Zweck ausgebaut und durch einen Ersatz-Sensor 27 ersetzt, dessen Funktionsfähigkeit zuvor geprüft wurde. Die Überprüfung des ausgebauten Sensors 27 wird zu einem anderen Zeitpunkt an einem anderen Ort vorgenommen.
Zum Durchführen dieser Wartungsarbeiten bringt der Servicetechniker das Getriebe 18 in den in 3 gezeigten Zustand und setzt die Vakuumpumpe 30 in Betrieb. Der Sensor 27 kann nun aus der Öffnung 26 heraus geschraubt werden, ohne dass Öl durch die Öffnung 26 austritt. Ebenso kann der Schlauch 25 aus der Öffnung 24 heraus geschraubt werden, ohne dass Öl durch die Öffnung 24 austritt.
Nach Abschluss der Wartungsarbeiten werden der Schlauch 29 und der Stopfen 32 wieder von dem Getriebegehäuse 21 gelöst und durch die für den normalen Betrieb vorgesehenen Belüftungsfilter ersetzt.

Claims

Verfahren zum Warten eines Windenergieanlagen-Getriebes (18), wobei das Getriebe ein mit einer Ölfüllung (22) versehenes Getriebegehäuse (21) aufweist, mit folgenden Schritten: a. Anschließen einer Vakuumpumpe (30) an eine oberhalb des Ölniveaus (23) angeordnete Anschlussöffnung (28), wobei das Getriebegehäuse (21) abgesehen von der Anschlussöffnung (28) dicht ist; b. In-Betrieb-Setzen der Vakuumpumpe (30), so dass ein Unterdruck in dem Getriebegehäuse (21) entsteht; c. Entfernen eines Bauteils (27, 25), das eine unterhalb des Ölniveaus (23) liegende Öffnung (24, 26) des Getriebegehäuses (21) verschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (21) eine zweite oberhalb des Ölniveaus (23) angeordnete Öffnung (31) aufweist und dass die zweite Öffnung (31) verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe (30) über einen flexiblen Schlauch (29) mit der Anschlussöffnung (28) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c. ein Ventil, ein Anschluss einer Ölheizung, ein Sensor (27) für den Füllstand des Öls, ein Sensor für die Temperatur des Öls, eine Ölleitung und/oder ein Schlauch (25) von dem Getriebegehäuse (21) entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unterhalb des Ölniveaus (23) liegende Öffnung (24, 26) mit einem Ersatz-Bauteil wieder verschlossen wird.
Windenergieanlagen-Getriebe mit einem mit einer Ölfüllung (22) versehenen Getriebegehäuse (21) und mit einer oberhalb des Ölniveaus (23) angeordneten Anschlussöffnung (28), wobei das Getriebegehäuse (21) mit Ausnahme der Anschlussöffnung (28) dicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass an die Anschlussöffnung (28) eine Vakuumpumpe (30) angeschlossen ist.
Windenergieanlagen-Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Normalbetrieb des Getriebes (18) bestehende Öffnung (31) oberhalb des Ölniveaus (23) in dem Getriebegehäuse (21) mit einem Stopfen (32) verschlossen ist.
Windenergieanlagen-Getriebe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe (30) über einen flexiblen Schlauch (29) mit der Anschlussöffnung (28) verbunden ist.