DE102013206878A1

DE102013206878A1 - Adjustment device for a rotor blade of a wind turbine

Info

Publication number: DE102013206878A1
Application number: DE102013206878A
Authority: DE
Inventors: Felix Braun; René Brousil; Stefan Grazianski
Original assignee: Suzlon Energy GmbH
Current assignee: Braun Felix De; Brousil Rene De; Grazianski Stefan De
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2013-10-17
Also published as: WO2013156497A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für ein Rotorblatt (Pitchantrieb) eines Rotors einer Windturbine. Die Windturbine umfasst einen Turm, ein drehbar auf dem Turm gelagertes Maschinenhaus, ein in dem Maschinenhaus angeordneter Triebstrang und einen Rotor. Der Rotor ist an den Triebstrang angeordnet, und umfasst eine Nabe und mindestens ein drehbar an der Nabe gelagertes Rotorblatt. Die Blattverstellung einer Windturbine dient der Leistungsregelung und zur Abschaltung der Anlage. Durch verstellen des Anstellwinkels des Rotorblatts kann die angeströmte Fläche des Rotorblatts variiert werden, somit ändert sich auch die vom Wind auf den Triebstrang der Windturbine abgegebenen Leistung. Um die Funktion einer Windturbine zu gewährleisten, ist eine Blattwinkelverstellung von etwa 100° erforderlich. Die Verstellvorrichtung umfasst einen Riementrieb mit einem Antrieb und mindestens einen Riemen. The invention relates to an adjusting device for a rotor blade (pitch drive) of a rotor of a wind turbine. The wind turbine comprises a tower, a nacelle rotatably mounted on the tower, a power train arranged in the nacelle, and a rotor. The rotor is disposed on the driveline and includes a hub and at least one rotor blade rotatably mounted on the hub. The blade pitch of a wind turbine is used to regulate the power and shut down the system. By adjusting the angle of attack of the rotor blade, the flowed surface of the rotor blade can be varied, thus changing the output from the wind on the drive train of the wind turbine power. To ensure the function of a wind turbine, a blade angle adjustment of about 100 ° is required. The adjusting device comprises a belt drive with a drive and at least one belt.

Description

In bekannten Windturbinen wird die Blattverstellung meistens über einen elektromechanischen Antrieb realisiert. Der elektro-mechanische Antrieb umfasst einen Elektromotor, ein von dem Elektromotor angetriebenes Planetengetriebe mit Abtriebsritzel und ein Blattlager mit Innenverzahnung. Aufgrund des typischen Betriebsverhaltens für Blattverstellantriebe in Windturbinen, wobei der Betrieb im Wesentlichen um einen begrenzten Winkelbereich um 0° konzentriert ist, kommt es in diesem Bereich oft zu frühzeitigen Alterserscheinungen und/oder Beschädigungen der Verzahnung. Dies kann zu einem sehr aufwendigen und kostspieligen Austausch des Lagers führen. In known wind turbines, the blade adjustment is usually realized via an electromechanical drive. The electro-mechanical drive comprises an electric motor, a driven by the electric motor planetary gear with output pinion and a blade bearing with internal teeth. Due to the typical operating behavior for blade pitch drives in wind turbines, where the operation is essentially concentrated by a limited angle range around 0 °, early signs of aging and / or damage to the toothing often occur in this area. This can lead to a very costly and expensive replacement of the bearing.

Um dieses Problem zu umgehen wurden Versuche gemacht Riemenantriebe als Verstellvorrichtung einzusetzten. Eine solche Verstellvorrichtung wird in der DE 10 2008 013 926 beschrieben. Die Verstellvorrichtung weist hierbei einen das Rotorblatt umhüllenden Riemenantrieb auf. Der Elektromotor des Riemenantriebs ist außen an der Nabe angeordnet und überträgt ein Drehmoment auf den außen an dem Rotorblatt angeordneten Riemen. Durch die dem Rotorblatt umhüllenden Anordnung des Antriebsriemens wird eine gleichmäßigere Kraftverteilung in der Verstellvorrichtung erreicht. To circumvent this problem, attempts have been made to use belt drives as the adjusting device. Such adjusting device is in the DE 10 2008 013 926 described. The adjusting device in this case has a belt drive enveloping the rotor blade. The electric motor of the belt drive is arranged on the outside of the hub and transmits a torque to the outside of the rotor blade arranged belt. By enveloping the rotor blade arrangement of the drive belt a more uniform force distribution is achieved in the adjustment.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Verstellvorrichtung anzugeben, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet. Insbesondere soll eine robuste, wartungsarme und langlebige Blattverstellung angegeben werden. It is an object of the invention to provide an alternative adjusting device which overcomes the disadvantages known from the prior art. In particular, a robust, low-maintenance and durable blade adjustment should be specified.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst, indem die Verstellvorrichtung mit Hilfe eines Riementriebs ein Drehmoment auf das Rotorblatt ausübt. Der Riementrieb ist dabei im Wesentlichen innerhalb eines Nabenbereichs angeordnet, was mit einschließt, dass sich Teile des Antriebssystems innerhalb der Rotornabe, des Blattlagers oder einer Blattwurzel befinden können, also in dem Bauraum der vom Inneren der Rotornabe zugänglich ist. The object is achieved with the features of the main claim 1 by the adjustment by means of a belt drive exerts a torque on the rotor blade. The belt drive is arranged substantially within a hub region, which includes that parts of the drive system may be located within the rotor hub, the blade bearing or a blade root, so in the space that is accessible from the interior of the rotor hub.

Ausgiebige Untersuchungen haben nämlich ergeben, dass die aus der DE 10 2008 013 926 bekannten Verstellvorrichtung durch die außenseitige Montage stark dem Wind und Wetter ausgesetzt ist, dies führt zu einem erhöhten Verschleiß der Antriebskomponenten. Da die bekannte Verstellvorrichtung nur von einer aus Kompositmaterial hergestellten Nabenabdeckung geschützt wird, kann es im Falle eines Blitzeinschlags zu einem frühzeitigen Ausfall der Verstellvorrichtung führen. Die Erfindungsgemäße Verstellvorrichtung ist durch die Montageposition im inneren der Nabe sowohl gegen Witterung als auch gegen Blitzeinschlag geschützt, da die gegossene Nabe wie ein Faradayscher Käfig wirkt und die Blitzströme von der Verstellvorrichtung wegleitet. Extensive studies have shown that the from the DE 10 2008 013 926 known adjusting device is exposed by the outside mounting strong wind and weather, this leads to increased wear of the drive components. Since the known adjusting device is only protected by a hub cover made of composite material, it can lead to premature failure of the adjusting device in the event of a lightning strike. The adjustment device according to the invention is protected by the mounting position in the interior of the hub against both weather and lightning, since the cast hub acts like a Faraday cage and directs the lightning currents of the adjustment.

Die Erfindungsgemäße, innerhalb der Rotornabe montierte, Verstellvorrichtung hat auch weitere Vorteile. Durch die Anordnung in der Nabe wird die Wartung der Verstellvorrichtung deutlich vereinfacht, Servicekräfte können nun die Wartungsarbeiten von Innen durchführen und müssen nicht erst an die Außenseite der Nabe klettern, was die Arbeitsposition und die Sicherheit deutlich verbessert. Da die Verstellvorrichtung von der Nabe an sich geschützt wird, kann bei der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung auf die verhältnismäßig teure Nabenabdeckung verzichtet werden, was die Kosten und das Gewicht der Windturbine reduziert. The inventively mounted within the rotor hub, adjusting device also has other advantages. The arrangement in the hub, the maintenance of the adjustment is greatly simplified, service personnel can now carry out the maintenance work from the inside and do not have to climb to the outside of the hub, which significantly improves the working position and safety. Since the adjusting device is protected by the hub itself, the comparatively expensive hub cover can be dispensed with in the adjusting device according to the invention, which reduces the costs and the weight of the wind turbine.

Durch die innen in der Nabe angeordnete Verstellvorrichtung lässt sich die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung, im Vergleich zu der aus der DE 10 2008 013 926 bekannten Verstellvorrichtung, auch sehr einfach nachrüsten. Bei den meisten bekannten Windturbinen mit verstellbaren Rotorblättern werden die Rotorblätter an den Innenring des Blattlagers angeordnet. Bei diesen Windturbinen kann die vorhandene Verstellvorrichtung einfach gegen die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung ausgetauscht werden, ohne dass größere Umbaumaßnahmen an Nabe und Rotorblatt vorgenommen werden müssen. Um die aus der DE 10 2008 013 926 bekannten Verstellvorrichtung nachzurüsten, müsste das gesamte Lagerungskonzept verändert werden, so dass das Rotorblatt an den Außenring und die Nabe an den Innenring des Blattlagers angeordnet ist. By adjusting the inside of the hub adjusting device of the invention can be compared to that of the DE 10 2008 013 926 known adjustment, also very easy to retrofit. In most known wind turbines with adjustable rotor blades, the rotor blades are arranged on the inner ring of the blade bearing. In these wind turbines, the existing adjusting device can be easily replaced with the adjusting device according to the invention, without major refurbishment of the hub and rotor blade must be made. To get out of the DE 10 2008 013 926 To retrofit known adjustment, the entire storage concept would have to be changed, so that the rotor blade is arranged on the outer ring and the hub to the inner ring of the blade bearing.

Die in der Rotornabe angeordnete Verstellvorrichtung umfasst einen Riementrieb, wobei der Riementrieb mindestens einen Riemen, der entweder als Zahnriemen oder Flachriemen ausgebildet sein kann, eine Riemenscheibe, einen Antrieb und einen Abtriebsflansch umfasst. Die Riemenscheibe wird von dem Antrieb entweder direkt oder über ein Getriebe angetrieben. Der Antrieb mit Riemenscheibe ist an der Rotornabe befestigt und die Riemenscheibe treibt den Riemen an, der entweder über Befestigungselemente, Zahnpaarung oder Reibschluss ein Drehmoment auf das Rotorblatt ausübt. Selbstverständlich kann der Riementrieb auch andersrum montiert werden, so dass der Antrieb mit Riemenscheibe an dem Rotorblatt befestigt ist und der Riemen mit der Rotornabe verbunden ist. Der Antrieb kann entweder einseitig oder zweiseitig an der Nabe gelagert sein. The adjusting device arranged in the rotor hub comprises a belt drive, wherein the belt drive comprises at least one belt which is designed either as a toothed belt or flat belt may include a pulley, a drive and a driven flange. The pulley is driven by the drive either directly or via a gearbox. The pulley drive is attached to the rotor hub and the pulley drives the belt which applies torque to the rotor blade either via fasteners, tooth pairing or frictional engagement. Of course, the belt drive can be mounted the other way round, so that the pulley drive is attached to the rotor blade and the belt is connected to the rotor hub. The drive can be mounted either on one side or on two sides on the hub.

In einer ersten Ausführungsform umfasst die Verstellvorrichtung einen Abtriebsflansch. Der Abtriebsflansch stellt bei diesem Konzept zum einen die Abtriebswelle und zum anderen die Riemenführung dar. Der Abtriebsflansch ist mit dem Ring des Blattlagers verbunden, an dem auch das Rotorblatt befestigt ist. Der andere Ring des Blattlagers ist an der Rotornabe befestigt. In einer ersten Ausführungsform ist der Abtriebsflansch ringförmig ausgebildet. In a first embodiment, the adjusting device comprises an output flange. The output flange is in this concept on the one hand, the output shaft and the other the belt guide. The output flange is connected to the ring of the blade bearing, on which the rotor blade is attached. The other ring of the blade bearing is attached to the rotor hub. In a first embodiment, the output flange is annular.

Der Abtriebsflansch wird vom Riemen angetrieben. Über ihn wird das Antriebsmoment auf das Blattlager und somit auf das Blatt übertragen. Vorzugsweise dient der Abtriebsflansch in diesem Fall zudem als Positionsführung des Riemens. Der Riemen legt sich auf natürliche Weise an die Kontur des Abtriebsflanschs an. Im Bereich der Riemenscheibe und der eventuell in diesem Bereich positionierten Umlenkrollen/Spannrollen löst sich der Riemen tangential vom Abtriebsflansch ab. Durch den Abtriebsflansch weist der Riemen einen kontinuierlichen tangentialen Winkel zu dem Antrieb auf. The output flange is driven by the belt. About him the drive torque is transferred to the blade bearing and thus on the sheet. Preferably, the output flange also serves in this case as a position guide of the belt. The belt naturally adapts to the contour of the output flange. In the area of the pulley and the deflection rollers / tension rollers possibly positioned in this area, the belt comes off tangentially from the output flange. Due to the output flange, the belt has a continuous tangential angle to the drive.

Um die Anzahl der eingreifenden Zähne der Riemenscheibe zu erhöhen kann der Riemen über eine Umlenkrolle geleitet werden. Das Prinzip ist in 2 dargestellt. Die Umlenkrolle kann gleichzeitig als Spannrolle ausgeführt werden, um den Riemen ausreichend zu spannen. To increase the number of meshing teeth of the pulley, the belt can be passed over a pulley. The principle is in 2 shown. At the same time, the deflection pulley can be designed as a tension pulley to sufficiently tension the belt.

Um die notwendige Spannung des Riemens und die bei einem Zahnriemen notwendige Zahneingriffszahl an der Riemenscheibe zu gewährleisten, können auch mehrere Spannrollen, mehrere Umlenkrollen oder auch eine Kombination aus Umlenkrollen und Spannrollen eingesetzt werden. Die Umlenkrolle, Spannrolle und Riemenscheibe werden so positioniert, dass der Riemen über den Verstellwinkel von etwa 100° mit einem konstanten Hebelarm tangential an dem Abtriebsflansch angreift. Wäre dies nicht der Fall würde sich die Summe der Längen des belasteten und des unbelasteten Tangenten des Riemens während der Drehung des Rotorblattes ändern. Dies würde zu einem Blockieren des Antriebs führen. In order to ensure the necessary tension of the belt and the number of teeth required on a toothed belt on the pulley, it is also possible to use a plurality of tensioning rollers, a plurality of deflection rollers or a combination of deflection rollers and tensioning rollers. The pulley, idler pulley and pulley are positioned so that the belt tangentially engages the output flange through the adjustment angle of about 100 ° with a constant lever arm. If this were not the case, the sum of the lengths of the loaded and unloaded tangents of the belt would change as the rotor blade rotates. This would lead to a blocking of the drive.

Denkbar wäre aber auch, dass sich der Radius des Abtriebsflanschs verändert. Damit würde sich der Hebelarm, mit dem der Riemen am Abtriebsflansch angreift verändern. Aus der resultierenden Kinematik bei variierendem Abtriebsflanschradius ergibt sich eine variable Umfangsgeschwindigkeit und somit eine variable Blattverstellgeschwindigkeit. Diese Optimierung wäre z.B. sinnvoll, wenn für regelmäßige Betriebssituationen niedrigere Abtriebsmomente aber dafür schnelles Verstellen des Blattes gewünscht sind, oder umgekehrt, höhere Abtriebsmomente bei niedrigeren Verstellgeschwindigkeiten gewünscht sind. It would also be conceivable, however, for the radius of the output flange to change. This would change the lever arm that engages the belt on the output flange. From the resulting kinematics with varying Abtriebsflanschradius results in a variable peripheral speed and thus a variable Blattverstellgeschwindigkeit. This optimization would be e.g. makes sense if lower output torques but for rapid adjustment of the blade are desired for regular operating situations, or vice versa, higher output torques are desired at lower Verstellgeschwindigkeiten.

Der verwendete Riemen kann als Endlosriemen den kompletten Abtriebsflansch und die Riemenscheibe umschlingen. Das Drehmoment kann entweder über Reibschluss oder Formschluss übertragen werden. Eine formschlüssige Zahnpaarung zwischen Zahnriemen und Abtriebsflansch kann mit einer komplett oder teilweise umlaufenden Verzahnung des Abtriebsflanschs realisiert werden. Eine andere Möglichkeit sind am Abtriebsflansch befestigte bzw. eingelassene Zahnsegmente um eine Zahnpaarung zu gewährleisten. Die Anzahl der Zahnsegmente ist variabel. Das Drehmoment kann aber auch über Reibschluss übertragen werden, wobei weder Verzahnung, Zahnsegmente oder Befestigungselemente notwendig sind. Vorteilhafterweise wird das Drehmoment aber über Formschluß übertragen, da der Reibschluß eine sehr hohe Vorspannung benötigt um ein Durchrutschen des Riemens zu verhindern. The belt used can loop around the entire output flange and the pulley as an endless belt. The torque can be transmitted either via friction or positive locking. A positive tooth pairing between toothed belt and output flange can be realized with a completely or partially circumferential toothing of the output flange. Another possibility is to secure tooth segments secured or inserted on the output flange by one pair of teeth. The number of tooth segments is variable. The torque can also be transmitted via frictional engagement, with neither toothing, toothed segments or fasteners are necessary. Advantageously, the torque is transmitted via positive engagement, since the frictional engagement requires a very high bias to prevent slippage of the belt.

Da die Verstellvorrichtung nur in einem Bereich von im Wesentlichen 100° betrieben wird, kann zur Gewichts- und Kostenoptimierung die Länge des Riemens und die Ausführung des Abtriebsflanschs reduziert werden. Dies wird durch Einsatz eines Riemens mit definierter Länge, der über Befestigungselemente, wie zum Beispiel Riemenschellen am Abtriebsflansch befestigt ist realisiert. Somit sind Zahnsegmente bzw. eine Verzahnung des Abtriebsflanschs nicht mehr notwendig. Die Kraftübertragung vom Riemen auf den Abtriebsflansch wird über die Befestigungselemente realisiert. Wenn der Riemen mit Befestigungselementen am Abtriebsflansch befestigt ist, muss der Riemen nur so lang sein, dass er bis zu den beiden Befestigungselementen reicht. Genauso muss der Abtriebsflansch nur soweit ausgeführt werden, dass er bis zu den Positionen der Befestigungselementen reicht und die gewünschte Führung des Riemens gewährleistet ist. Die Form des Abtriebflanschs und damit auch die Führung des Riemens, ist individuell zu gestalten. Auch bei einem Endlosriemen der den Abtriebsflansch komplett umschlingt, muss der Abtriebsflansch keine Kreisform darstellen. Since the adjustment is operated only in a range of substantially 100 °, for weight and cost optimization, the length of the belt and the execution of the output flange can be reduced. This is realized by using a belt of defined length, which is fastened via fastening elements, such as belt clamps on the output flange. Thus, toothed segments or a toothing of the output flange are no longer necessary. The power transmission from the belt to the output flange is realized via the fastening elements. When the belt is fastened to the output flange with fasteners, the belt only needs to be long enough to reach the two fasteners. Likewise, the output flange must only be carried out so far that it extends to the positions of the fasteners and the desired guidance of the belt is ensured. The shape of the output flange and thus also the guidance of the belt is to be designed individually. Even with an endless belt that completely wraps around the output flange, the output flange does not have to be circular.

Bei entsprechendem Design der Befestigungselemente, kann der Riemen über die Befestigungselemente gespannt werden. Somit wird ein Spannen des Riemens über die Befestigung am Abtriebsflansch ermöglicht und es kann auf eine Spannrolle verzichtet werden. Die Befestigungselemente können entweder außenseitig oder innenseitig an den Abtriebsflansch angeordnet sein. Durch die innenseitige Anordnung der Befestigungselemente kann der Durchmesser des Abtriebsflanschs vergrößert werden, was zu einer geringeren Belastung des Riemens führt. In einer weiteren Ausführung ist der Abtriebsflansch in dem mit dem Innenring des Blattlagers integriert, somit können die Befestigungselemente direkt an dem Innenring des Blattlagers angeordnet werden. With appropriate design of the fasteners, the belt over the Mounting elements are clamped. Thus, a tensioning of the belt on the attachment to the output flange is made possible and it can be dispensed with a tensioner. The fastening elements can be arranged either on the outside or on the inside of the output flange. The inside arrangement of the fasteners, the diameter of the output flange can be increased, resulting in a lower load on the belt. In a further embodiment of the output flange is integrated in the with the inner ring of the blade bearing, thus the fasteners can be placed directly on the inner ring of the blade bearing.

Statt eines Riemens können auch mehrere verwendet werden. Für alle Konzeptvarianten kann die Lage des Riemens frei innerhalb des definierten Bauraums innerhalb der Rotornabe gewählt werden. Der Durchmesser des Abtriebsflansches ist dabei nicht durch den Innendurchmesser des Blattlagers begrenzt. Der Abtriebsflansch kann sich in axialer Richtung des Rotorblattes erstrecken, sodass der Durchmesser im Bereich der Rotornabe oder der Blattwurzel größer sein kann als der Durchmesser des Blattlagers. Der Durchmesser des Abtriebsflanschs wird somit, abhängig von der axialen Position, entweder von dem Rotorblatt, des Blattlagers oder der Rotornabe begrenzt. Instead of a belt, several can be used. For all concept variants, the position of the belt can be freely selected within the defined installation space within the rotor hub. The diameter of the output flange is not limited by the inner diameter of the blade bearing. The output flange may extend in the axial direction of the rotor blade, so that the diameter in the region of the rotor hub or the blade root may be larger than the diameter of the blade bearing. The diameter of the output flange is thus limited by either the rotor blade, the blade bearing or the rotor hub, depending on the axial position.

Als Alternative zu dem Zahnriemen kann der Riemen auch als Flachriemen ausgebildet sein. Der Flachriemen hat gegenüber den Zahnriemen den Vorteil, dass er nur über Zugfestigkeit und nicht über Scherfestigkeit der Zahnflanken dimensioniert wird. Somit reduziert sich die benötigte Riemenbreite zum Übertragen des Drehmoments, und die Verstellvorrichtung kann kompakter und kostengünstiger ausgelegt werden. Auch die Herstellungskosten des Riemens reduzieren sich deutlich. As an alternative to the toothed belt, the belt may also be designed as a flat belt. The flat belt has the advantage over the toothed belt that it is dimensioned only by tensile strength and not by shear strength of the tooth flanks. Thus, the required belt width for transmitting the torque reduces, and the adjustment can be made more compact and cheaper. The manufacturing costs of the belt are reduced significantly.

Der Flachriemen hat aber den Nachteil, dass er nur Zugkräfte aufnehmen kann und deshalb nur in Wickelantrieben eingesetzt wird die von einer äußeren Kraft, z.B. Schwerkraft, wieder aufgewickelt werden können. Um den Flachriemen auch in Blattverstellantrieben einsetzen zu können, welche zwei Richtungen betreibbar sein müssen, mussten große Anpassungen der Verstellvorrichtung vorgenommen werden. However, the flat belt has the disadvantage that it can only absorb tensile forces and is therefore used only in winding drives which are subject to an external force, e.g. Gravity, can be wound up again. In order to use the flat belt in Blattverstellantrieben, which must be operable in two directions, large adjustments of the adjustment had to be made.

Ein erstes Ende des Flachriemens wird Formschlüssig mit der Riemenscheibe verbunden und ein zweites Ende des Flachriemens wird mit einem mit dem Rotorblatt verbindbaren Befestigungselemente verbunden. Die Befestigungselemente können zum Beispiel Riemenschellen sein. Die Befestigungselemente können entweder an den Abtriebsflansch oder direkt an Rotorblatt oder Blattlagerring angeordnet sein. Die Riemenscheibe ist in dieser Ausführungsform als Wickelscheibe ausgebildet und wird von dem Antrieb angetrieben. Wie in der Ausführung mit Zahnriemen ist der Antrieb an der Nabe angeordnet. Beim aufwickeln des Flachriemens entsteht eine Zugkraft die eine Bewegung des Rotorblattes um die Drehachse bewirkt. Um eine Verstellung des Rotorblattes in der entgegengesetzten Richtung zu ermöglichen muss die Verstellvorrichtung aber zusätzlich noch einen zweiten Flachriemen und Wickelscheibe aufweisen, um eine Zugkraft in der entgegengesetzten Richtung aufbringen zu können. Beim Antreiben und aufwickeln des ersten Flachriemens, wird der zweite Flachriemen gleichzeitig abgewickelt und umgekehrt. A first end of the flat belt is positively connected to the pulley, and a second end of the flat belt is connected to a fastener connectable to the rotor blade. The fasteners may be, for example, belt clamps. The fastening elements can be arranged either on the output flange or directly on the rotor blade or blade bearing ring. The pulley is formed in this embodiment as a winding disk and is driven by the drive. As in the version with a toothed belt, the drive is arranged on the hub. When winding the flat belt creates a tensile force which causes a movement of the rotor blade about the axis of rotation. In order to allow adjustment of the rotor blade in the opposite direction but the adjusting device must additionally have a second flat belt and winding disk to apply a tensile force in the opposite direction can. When driving and winding the first flat belt, the second flat belt is unwound simultaneously and vice versa.

Da sich der effektive Durchmesser der Wickelscheibe mit jeder Umdrehung um zwei Mal der Riemenhöhe verändert, variiert auch die aufgewickelte und abgewickelte Riemenlänge pro Umdrehung. Wenn beide Wickelscheiben mit derselben Geschwindigkeit drehen, würde sich die Verstellvorrichtung, aufgrund von der Differenz zwischen auf der einen Wickelscheibe aufgewickelte und von der anderen Wickelscheibe abgewickelte Riemenlänge, nach einer Weile verklemmen. Die Verstellvorrichtung muss daher so ausgebildet sein, dass sie für den Unterschied zwischen aufgewickelter und abgewickelter Riemenlänge kompensieren kann. Since the effective diameter of the winding disk varies with each revolution by two times the belt height, the wound up and unwound belt length per revolution also varies. If both winding disks rotate at the same speed, the adjusting device would jam after a while due to the difference between the length of the belt wound on one winding disk and the length of the unwinding of the other winding disk. The adjustment device must therefore be designed so that it can compensate for the difference between wound and unwound belt length.

Um dieses Problem zu umgehen wurden mehrere Konzepte entwickelt. Bei dem ersten Konzept werden die abweichenden Wickellängen durch sich unterschiedlich schnell drehenden Riemenscheiben kompensiert. Dies kann zum Beispiel durch Verwendung von zwei separaten Antrieben die jeweils eine Riemenscheibe antreiben realisiert werden. In jeder Richtung wird immer nur ein Antrieb betrieben. Der erste Antrieb treibt dabei die Verstellvorrichtung im Uhrzeigersinn und der zweite Antrieb gegen den Uhrzeigersinn an. Während des Verstellvorgangs wird die nicht antreibende Riemenscheibe entkoppelt und läuft einfach mit, so dass der am Rotorblatt angeordnete Riemen die freilaufende Riemenscheibe antreibt und somit die benötigte Riemenlänge frei gibt. Bei Richtungswechsel wechselt auch der antreibende Antrieb und die andere Riemenscheibe wird entkoppelt. Um die Verstellvorrichtung in einer geparkten Position zu halten können die beiden Antrieben und/oder Riemenscheiben mit einer Bremse versehen sein. Die Bremse ist im geparkten Zustand der Verstellvorrichtung aktiviert und wird während des Verstellvorgangs deaktiviert. Durch die To avoid this problem, several concepts have been developed. In the first concept, the different winding lengths are compensated by pulleys rotating at different speeds. This can be realized, for example, by using two separate drives each driving a pulley. In each direction, only one drive is operated. The first drive drives the adjusting clockwise and the second drive counterclockwise. During the adjustment process, the non-driving pulley is decoupled and simply runs with it, so that the belt arranged on the rotor blade drives the free-running pulley and thus releases the required belt length. If the direction changes, the driving drive also changes and the other pulley is decoupled. To keep the adjusting device in a parked position, the two drives and / or pulleys may be provided with a brake. The brake is activated in the parked state of the adjustment device and is deactivated during the adjustment process. By the

Die beiden Riemenscheiben können aber auch von einem einzigen Antrieb angetrieben werden. Der Antrieb überträgt in diesem Fall sein Antriebsmoment über ein spezielles Getriebe, welches ein getrenntes Antreiben der ersten und der zweiten Riemenscheibe ermöglicht. Das Getriebe schaltet bei Richtungswechsel zwischen den beiden Riemenscheiben um und versetzt die nicht angetriebene Riemenscheibe in Freilauf. Da die Riemenscheiben unabhängig voneinander die benötigte Riemenlänge freigeben und aufwickeln können, wird kein Abtriebsflansch zum gleichmäßigen Freigeben der Riemenlängen. Dadurch lassen sich die Riemen direkt an dem Rotorblatt und/oder den Blattlagerring anordnen, was den wirksamen Hebelarm im Vergleich zu der Ausführung mit Abtriebsflansch vergrößert. The two pulleys can also be driven by a single drive. In this case, the drive transmits its drive torque via a special transmission, which enables a separate driving of the first and the second pulley. The gearbox switches over when changing direction between the two pulleys and does not offset driven pulley in freewheel. Since the pulleys can independently release and wind the required belt length, there is no output flange for evenly releasing the belt lengths. As a result, the belt can be arranged directly on the rotor blade and / or the blade bearing ring, which increases the effective lever arm compared to the version with output flange.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Problem dadurch gelöst, dass die Übersetzung der Riemenscheibe auf maximal 1:4 begrenzt wird. Da der Blattverstellbereich im Wesentlichen 90° (±5°) beträgt, wird bei einem Übersetzungsverhältnis kleiner als 4 weniger als 360° Drehung der Riemenscheibe benötigt, um eine volle Blattverstellung durchzuführen. Somit ändert sich der effektive Durchmesser der Riemenscheibe nicht während des Verstellvorgangs und die Verstellvorrichtung kann nicht blockieren. Die Riemenscheiben können entweder beide auf derselben Antriebsachse des Antriebs oder über ein spezielles Getriebe parallel angeordnet sein. Bei der Anordnung der Riemenscheiben auf derselben Antriebsachse werden die Riemenscheiben auf unterschiedlicher axialer höhe angeordnet In a further embodiment, the problem is solved in that the ratio of the pulley is limited to a maximum of 1: 4. Since the blade pitch range is substantially 90 ° (± 5 °), with a gear ratio smaller than 4, less than 360 ° rotation of the pulley is needed to perform full blade pitch. Thus, the effective diameter of the pulley does not change during the adjustment process and the adjustment device can not lock. The pulleys can either be arranged in parallel on the same drive axle of the drive or via a special gear. When arranging the pulleys on the same drive axle pulleys are arranged at different axial height

Die abweichenden Wickellängen können auch durch einen speziell ausgeformten Abtriebsflansch der die beiden Riemen freigibt kompensiert werden. Durch eine nicht kreisförmige Form des Abtriebsflanschs ändert sich die freigegebene Riemenlänge mit der Drehung des Rotorblattes und kompensiert somit für die Längenabweichung der beiden Riemen. The different winding lengths can also be compensated by a specially shaped output flange which releases the two belts. By a non-circular shape of the output flange, the released belt length changes with the rotation of the rotor blade and thus compensates for the length deviation of the two belts.

Um das von den Antrieben aufzubringende Drehmoment zu reduzieren, kann der Riemen auch durch einen Flaschenzug geführt werden. Hierzu werden Umlenkrollen derart mit dem Rotorblatt verbunden und positioniert, so dass der Riemen mehrmals das Rotorblatt angreift. Der Riemen und der Antrieb werden dabei mit der Nabe verbunden und die Drehbewegung wird über die Umlenkrollen an das Rotorblatt weitergeleitet. In order to reduce the torque to be applied by the drives, the belt can also be guided by a pulley. For this purpose, pulleys are so connected to the rotor blade and positioned so that the belt repeatedly attacks the rotor blade. The belt and the drive are connected to the hub and the rotational movement is transmitted via the pulleys to the rotor blade.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Zeichnungen anhand der Beschreibung hervor. Further details of the invention will become apparent from the drawings with reference to the description.

In den Zeichnungen zeigt In the drawings shows

1 Eine Windturbine, 1 A wind turbine,

2 Einen Blattwurzelbereich der Windturbine, 2 A blade root area of the wind turbine,

3 Eine Verstellvorrichtung mit Zahnriemen, 3 An adjusting device with toothed belt,

4 Eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführung mit Zahnriemen, 4 A perspective view of the first embodiment with toothed belt,

5 Eine perspektivische Ansicht einer Verstellvorrichtung mit Abtriebsflansch, 5 A perspective view of an adjusting device with output flange,

6 Eine Verstellvorrichtung mit Flachriemen und Riemenführung, 6 An adjustment device with flat belt and belt guide,

7 Eine Verstellvorrichtung mit Flachriemen und Wickelscheiben, 7 An adjusting device with flat belts and winding disks,

8 Draufsicht einer ersten Ausführung eines Wickeltriebs, 8th Top view of a first embodiment of a winding drive,

9 Draufsicht einer zweiten Ausführung eines Wickeltriebs, 9 Top view of a second embodiment of a winding drive,

10 Draufsicht eines Wickeltriebs ohne Abtriebsflansch, 10 Top view of a winding drive without output flange,

11 Draufsicht eines Wickeltriebs ohne Abtriebsflansch und mit Flaschenzug. 11 Top view of a winding drive without output flange and pulley.

In 1 ist eine Windturbine 2 mit einem Turm 3, einem auf dem Turm 3 drehbar gelagerten Maschinenhaus 4 und einen in dem Maschinenhaus 4 angeordneten und mit einem Rotor 5 verbundenen Triebstrang dargestellt. Der Rotor 5 ist drehbar um eine Rotationsachse 31 gelagert und umfasst eine Nabe 6 und drei jeweils um eine Blattachse 8 drehbar gelagerte Rotorblätter 7. Zur Orientierung werden bezüglich dieser Drehachse bzw. der Blattachse 8 eine Axialrichtung 13, eine Radialrichtung 14 und eine Umfangsrichtung 15, auch gültig für die folgenden Ausführungsbeispiele, definiert. Die Windturbine 2 umfasst auch eine im Inneren des, in 2 gezeigten, Nabenbereichs 10 anordenbaren Verstellvorrichtung 1 zum Verstellen des Rotorblatts 7. Die Verstellvorrichtung 1 umfasst einen Antrieb 11 und einen von dem Antrieb 11 angetriebenen Riemen 12. Der Nabenbereich 10 wird in radialer Richtung 14 durch den an dem Blattlager 9 angeordneten, in axialer Richtung 13 unteren, Bereich des Rotorblatts 7, das Blattlager 9 und die Nabe 6 begrenzt. In 1 is a wind turbine 2 with a tower 3 one on the tower 3 rotatably mounted nacelle 4 and one in the machine house 4 arranged and with a rotor 5 Connected drivetrain shown. The rotor 5 is rotatable about an axis of rotation 31 stored and includes a hub 6 and three each about a blade axis 8th rotatably mounted rotor blades 7 , For orientation, with respect to this axis of rotation or the blade axis 8th an axial direction 13 , a radial direction 14 and a circumferential direction 15 , also valid for the following embodiments. The wind turbine 2 also includes an inside of, in 2 shown, hub area 10 Anordenbaren adjusting device 1 for adjusting the rotor blade 7 , The adjusting device 1 includes a drive 11 and one of the drive 11 driven belt 12 , The hub area 10 is in the radial direction 14 through the at the leaf camp 9 arranged, in the axial direction 13 lower, area of the rotor blade 7 , the leaf store 9 and the hub 6 limited.

3 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 1. Die Verstellvorrichtung 1 umfasst hier einen Riementrieb 30, wobei der Riementrieb 30 einen Antrieb 11, eine auf der Antriebsachse 16 des Antriebs 11 angeordneten Riemenscheibe 17, einen als Zahnriemen ausgebildeten Riemen 12 und einen Abtriebsflansch 18 umfasst. Der Antrieb 11 ist an der Nabe 6 angeordnet und der Abtriebsflansch 18 ist fest mit dem Rotorblatt 7 bzw. den mit dem Rotorblatt 7 verbundenen Lagerring 19 verbunden. Der Abtriebsflansch 18 kann entweder direkt an dem Lagerring 19 angeflanscht oder über Verbindungsstege 20 mit dem Lagerring 19 verbunden sein. Das von dem Antrieb 11 abgegebene Drehmoment wird von dem Riemen 12 an den Abtriebsflansch 18 übertragen, der somit das Rotorblatt 7 dreht. Der Abtriebsflansch 18 stellt bei diesem Konzept zum einen eine Abtriebswelle und zum anderen die Riemenführung dar. Durch die Kreisform des Abtriebsflanschs 18 wird sichergestellt, dass der Riemen 12 immer den gleichen Angriffswinkel zu der Riemenscheibe 17 aufweist. 3 shows a first embodiment of the adjusting device according to the invention 1 , The adjusting device 1 here includes a belt drive 30 , where the belt drive 30 a drive 11 , one on the drive axle 16 of the drive 11 arranged pulley 17 a belt designed as a toothed belt 12 and an output flange 18 includes. The drive 11 is at the hub 6 arranged and the output flange 18 is fixed to the rotor blade 7 or with the rotor blade 7 connected bearing ring 19 connected. The output flange 18 can either be directly on the bearing ring 19 Flanged or via connecting webs 20 with the bearing ring 19 be connected. That from the drive 11 Torque output is from the belt 12 to the output flange 18 transferred, thus the rotor blade 7 rotates. The output flange 18 In this concept, on the one hand, an output shaft and, on the other, the belt guide. By the circular shape of the output flange 18 will ensure that the belt 12 always the same angle of attack to the pulley 17 having.

Der verwendete Riemen 12 kann als Endlosriemen den kompletten Abtriebsflansch 18 und die Riemenscheibe 17 umschlingen. Das Drehmoment wird entweder über Reibschluss oder Formschluss übertragen. Eine formschlüssige Zahnpaarung zwischen Zahnriemen und Abtriebsflansch 18 kann mit einer komplett oder teilweise umlaufenden Verzahnung 21 des Abtriebsflanschs 18 realisiert werden. Eine andere Möglichkeit sind am Abtriebsflansch 18 befestigte bzw. eingelassene Zahnsegmente um eine Zahnpaarung zu gewährleisten. The used belt 12 can as endless belt the complete output flange 18 and the pulley 17 entwine. The torque is transmitted either via frictional engagement or positive engagement. A positive tooth pairing between toothed belt and output flange 18 can be with a completely or partially encircling toothing 21 of the output flange 18 will be realized. Another possibility is on the output flange 18 attached or embedded tooth segments to ensure a pair of teeth.

Da die Verstellvorrichtung 1 nur in einem Bereich von im Wesentlichen 100° betrieben wird, kann zur Gewichts- und Kostenoptimierung die Länge des Riemens 12 und die Ausführung des Abtriebsflanschs 18 reduziert werden. Dies wird durch Einsatz eines Riemens 12 mit definierter Länge, der über Befestigungselemente 23 am Abtriebsflansch 18 befestigt ist realisiert. Somit sind die Zahnsegmente 22 bzw. eine Verzahnung des Abtriebsflanschs 18 nicht mehr notwendig. Die Kraftübertragung vom Riemen 12 auf den Abtriebsflansch 18 wird über die Befestigungselemente 23 realisiert. Wenn der Riemen 12 mit Befestigungselemente 23 am Abtriebsflansch 18 befestigt ist, muss der Riemen 12 nur so lang sein, dass er bis zu den beiden Befestigungselementen 23 reicht. Genauso muss der Abtriebsflansch 18 nur soweit ausgeführt werden, dass er bis zu den Positionen der Befestigungselemente 23 reicht und die gewünschte Führung des Riemens 12 gewährleistet ist. As the adjusting device 1 is operated only in a range of substantially 100 °, can for weight and cost optimization, the length of the belt 12 and the design of the output flange 18 be reduced. This is done by using a belt 12 of defined length, via fasteners 23 at the output flange 18 attached is realized. Thus, the tooth segments 22 or a toothing of the output flange 18 not necessary anymore. The power transmission from the belt 12 on the output flange 18 is about the fasteners 23 realized. If the belt 12 with fasteners 23 at the output flange 18 is attached, the belt needs 12 just be so long that he reaches up to the two fasteners 23 enough. The same applies to the output flange 18 be carried out only to the extent that it is up to the positions of the fasteners 23 enough and the desired guidance of the belt 12 is guaranteed.

Um die Anzahl der eingreifenden Zähne der Riemenscheibe 17 zu erhöhen kann der Riemen 12 über eine Umlenkrolle 24 geleitet werden. Die Umlenkrolle 24 kann gleichzeitig als Spannrolle 25 ausgeführt werden, um den Riemen 12 ausreichend zu spannen. To the number of meshing teeth of the pulley 17 can increase the belt 12 via a pulley 24 be directed. The pulley 24 can simultaneously as a tension roller 25 be carried out to the belt 12 sufficient to tension.

4 zeigt eine Schnittansicht der in 3 gezeigten Verstellvorrichtung 1. Der Abtriebsflansch 18 ist zwischen Rotorblatt 7 und Blattlager 9 angeordnet und ragt mit der Aufnahmefläche 26 für den Riemen 12 in dem inneren des Blattlagers 9. Der Antrieb 11 wird an der Nabe 6 angeordnet und treibt den mit dem Abtriebsflansch 18 angeordneten Riemen 12 an. Der Durchmesser des Abtriebsflanschs 18 wird somit durch den Innendurchmesser des Blattlagers 9 und den benötigten Bauraum des Antriebs 11 und des Riemens 12 begrenzt. Um den effektiven Durchmesser zu vergrößern, kann sich der Abtriebsflansch 18, wie in 5 gezeigt, in axialer Richtung in den Bereich der Nabe 6 erstrecken. Im Nabenbereich wird der Durchmesser des Abtriebsflanschs 18 durch den größeren Durchmesser der Nabe 6 begrenzt. 4 shows a sectional view of the in 3 shown adjusting device 1 , The output flange 18 is between rotor blade 7 and leaf storage 9 arranged and protrudes with the receiving surface 26 for the belt 12 in the interior of the leaf store 9 , The drive 11 will be at the hub 6 arranged and drives the with the output flange 18 arranged belt 12 at. The diameter of the output flange 18 is thus due to the inner diameter of the blade bearing 9 and the required installation space of the drive 11 and the belt 12 limited. To increase the effective diameter, the output flange can 18 , as in 5 shown in the axial direction in the area of the hub 6 extend. In the hub area the diameter of the output flange becomes 18 through the larger diameter of the hub 6 limited.

In 6 wird eine weitere Ausführung zur Vergrößerung des Durchmessers gezeigt. Hier wird der Riemen 12 nicht außen an den Abtriebsflansch 18 angeordnet, sondern ist innen am Abtriebsflansch 18 befestigt. Der Abtriebsflansch 18 kann auch im Rotorblatt 7 oder dem Innenring des Blattlagers 9 integriert sein, so dass der Riemen 12 direkt an dem Rotorblatt 7 oder Lagerring 19 über Befestigungselemente 23, wie zum Beispiel Riemenschellen, befestigt wird. Die Riemenscheibe 17 wird von dem Antrieb 11 entweder direkt oder über ein Getriebe angetrieben, wobei der Antrieb 11 mit Riemenscheibe 17 an der Nabe 6 befestigt ist. Die Riemenscheibe 17 treibt den Riemen 12 an, der ein Drehmoment auf den Abtriebsflansch 18. Hierbei umschlingt der Riemen 12 den Abtriebsflansch 18 nicht, sondern ist am Abtriebsflansch 18 innen befestigt. Dies geschieht mit Hilfe einer Riemenführung 27 an der der Riemen 12 anliegt. Der Riemen 12 wird mit Hilfe von Umlenkrollen 24 und/oder Führungsschienen 28 geführt, welche mit der Nabe 6 oder auch mit dem Rotorblatt 7 verbunden sind. In 6 another embodiment for increasing the diameter is shown. Here is the belt 12 not on the outside of the output flange 18 arranged, but is inside the output flange 18 attached. The output flange 18 can also be in the rotor blade 7 or the inner ring of the blade bearing 9 be integrated, so that the belt 12 directly on the rotor blade 7 or bearing ring 19 about fasteners 23 , such as belt clamps attached. The pulley 17 is from the drive 11 either driven directly or via a gear, the drive 11 with pulley 17 at the hub 6 is attached. The pulley 17 drives the belt 12 on, the torque on the output flange 18 , Here the belt wraps around 12 the output flange 18 not, but is on the output flange 18 fastened inside. This is done by means of a belt guide 27 on the belt 12 is applied. The belt 12 is using pulleys 24 and / or guide rails 28 guided, which with the hub 6 or with the rotor blade 7 are connected.

Die Riemenführung 27 ist fest mit der Nabe 6 verbunden, der Riemen 12 gleitet über die Führungsschiene 28, wobei er an den Kanten über drehbar an der Nabe angeordnete Umlenkrollen 24 geleitet werden kann. Durch die Führungsschiene 28 wird sichergestellt Eine andere Möglichkeit ist, dass der Riemen durch mehrere hintereinander positionierte Umlenkrollen geführt wird, so dass kein Gleiten des Riemens 12 über die Führungsschiene 28 nötig wird. Eine oder mehrere der Umlenkrollen 24 können als Spannrolle 25 ausgeführt werden. The belt guide 27 is stuck with the hub 6 connected, the belt 12 slides over the guide rail 28 in that it is arranged at the edges via deflection rollers arranged rotatably on the hub 24 can be directed. Through the guide rail 28 Another way is that the belt passes through several pulleys positioned one behind the other so that the belt will not slip 12 over the guide rail 28 becomes necessary. One or more of the pulleys 24 can as a tension roller 25 be executed.

Ein Vorteil hierbei ist, dass die Verstellvorrichtung 1 innerhalb der Nabe 6 angeordnet werden kann und gleichzeitig ein großer Hebelarm bzw. Durchmesser für den Abtriebsflansch 18 ermöglicht wird. Dies ermöglicht wiederum ein großes Übersetzungsverhältnis zwischen Riemenantriebsseite und Riemenabtriebsseite innerhalb des zur Verfügung stehenden Bauraums. An advantage here is that the adjustment 1 inside the hub 6 can be arranged and at the same time a large lever arm or diameter for the output flange 18 is possible. This in turn allows a large gear ratio between the belt drive side and the belt driven side within the available space.

Der Riemen 12 kann als Zahnriemen realisiert sein, bei dem die Riemenscheibe 17 eine entsprechende Verzahnung aufweist, oder als Flachriemen, bei dem die Riemenscheibe 17 als Wickelscheibe ausgebildet ist. The belt 12 can be realized as a toothed belt, where the pulley 17 having a corresponding toothing, or as a flat belt, wherein the pulley 17 is designed as a winding disk.

In 7 wird eine Ausführung der als Wickelscheibe ausgebildeten Riemenscheibe 17 zum Antreiben eines Flachriemens gezeigt. In dieser Ausführung werden zwei Riemenscheiben 17a, 17b axial versetzt an der Antriebsachse 16 des Antriebs 11 angeordnet. Auf den Riemenscheiben 17a, 17b wird jeweils ein als Flachriemen ausgebildeter Riemen 12a, 12b formschlüssig befestigt. Das andere Ende des Flachriemens wird mittels Befestigungselemente 23 an dem Abtriebsflansch 18 befestigt. Die Flachriemen werden dabei derart an den Riemenscheiben 17a, 17b befestigt, so dass sich, bei einem drehen der Antriebsachse 16, der eine Riemen 12 auf der Riemenscheibe 17 aufwickelt und der andere Riemen 12 gleichzeitig von der Riemenscheibe 17 abwickelt. Bei einer Drehung des Rotorblatts 7 im Uhrzeigersinn wird der erste Riemen 12a auf der Riemenscheibe 17a aufgewickelt, der zweite Riemen 12b wird bei einer Drehung des Rotorblatts gegen den Uhrzeigersinn auf der Riemenscheibe 17b aufgewickelt. Beim Aufwickeln übertragen die Riemen 12a, 12b eine Zugspannung auf den Abtriebsflansch 18, was eine Drehung des Rotorblatts 7 bezüglich der Nabe 6 bewirkt. Der keine Zugspannung erzeugende Riemen 12 wird gleichzeitig durch die Drehung der Antriebsachse 16 abgewickelt, so dass sich immer dieselbe Riemenlänge auf der ersten Riemenscheibe 17a auf- bzw. abwickelt wie auf der zweiten Riemenscheibe 17b ab- bzw. aufwickelt. Wäre dies nicht der Fall, würde sich die Verstellvorrichtung 1 blockieren und ein weiteres Verstellen wäre nicht möglich. Um ein Blockieren der Verstellvorrichtung 1 zu verhindern wird das Übersetzungsverhältnis zwischen Riemenscheibe 17 und Abtriebsflansch 18 begrenzt, so dass sich nicht mehr als eine Wicklung der Riemen 12a, 12b auf den Riemenscheiben 17a, 17b befindet. Ohne diese Begrenzung würde sich der Umfang der Riemenscheiben 17a, 17b mit jeder Wicklung um die doppelte Riemenhöhe verändern, was zu einer Differenz der von auf der ersten Riemenscheibe aufgewickelten und von der zweiten Riemenscheibe abgewickelten Riemenlänge führen würde. Bei einem Blattverstellbereich von im Wesentlichen 100° wird das Übersetzungsverhältnis auf im Wesentlichen 1:4 begrenzt. Somit muss der Durchmesser der Riemenscheibe 17 viermal kleiner sein als der effektive Durchmesser des Abtriebsflanschs 18. Der Antrieb 11 ist hier, um die Stabilität zu erhöhen, zweiseitig an der Nabe 6 gelagert. Zum einfacheren Austausch der Riemen 12 kann der Antrieb 11 aber auch einseitig an der Nabe 6 gelagert sein. Nicht gezeigt werden hier der mit den Riemen 12 verbundene Abtriebsflansch 18 und die Führungsschienen 28. In 7 is an embodiment of the winding disk designed as a pulley 17 for driving a flat belt. In this version, two pulleys 17a . 17b axially offset on the drive axle 16 of the drive 11 arranged. On the pulleys 17a . 17b each becomes a belt designed as a flat belt 12a . 12b fixed in a form-fitting manner. The other end of the flat belt is fastened by means of fasteners 23 on the output flange 18 attached. The flat belts are doing so on the pulleys 17a . 17b fastened, so that, when turning the drive axle 16 that a straps 12 on the pulley 17 Wraps and the other belt 12 at the same time from the pulley 17 unwinds. Upon rotation of the rotor blade 7 clockwise becomes the first belt 12a on the pulley 17a wound up, the second belt 12b becomes when the rotor blade rotates counterclockwise on the pulley 17b wound. When winding up, the belts transmit 12a . 12b a tensile stress on the output flange 18 what a rotation of the rotor blade 7 concerning the hub 6 causes. The no tension generating belt 12 is at the same time by the rotation of the drive axle 16 unwound, so that always the same length of belt on the first pulley 17a wound up or unwound as on the second pulley 17b unwinding or winding up. If this were not the case, the adjusting device would 1 block and further adjustment would not be possible. To block the adjustment 1 To prevent the transmission ratio between the pulley 17 and output flange 18 limited, so that no more than a winding of the belt 12a . 12b on the pulleys 17a . 17b located. Without this limitation, the scope of the pulleys would increase 17a . 17b with each winding change by twice the belt height, which would result in a difference of the wound on the first pulley and unwound from the second pulley belt length. With a pitch range of substantially 100 °, the gear ratio is limited to substantially 1: 4. Thus, the diameter of the pulley must be 17 four times smaller than the effective diameter of the output flange 18 , The drive 11 is here to increase the stability, two-sided at the hub 6 stored. For easier replacement of the belts 12 can the drive 11 but also one-sided at the hub 6 be stored. Not shown here with the straps 12 connected output flange 18 and the guide rails 28 ,

8 zeigt eine Draufsicht der in 7 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 1. Die Verstellvorrichtung 1 umfasst hier den Abtriebsflansch 18, den Antrieb 11, zwei Riemen 12a, 12b und zwei Riemenscheiben 17a, 17b. Die Riemen 12a, 12b werden mittels Befestigungselemente 23 an den Abtriebsflansch 18 befestigt. Da die Riemen 12a, 12b eine bestimmte Länge aufweisen, kann zur Gewichtsreduzierung auch der Umfang des Abtriebsflanschs 18 begrenzt werden. Die Durchmesser der Riemenscheiben 17a, 17b und des Abtriebsflanschs 18 werden dabei so gewählt, dass das Übersetzungsverhältnis 1:4 beträgt. Die Riemenscheiben 17a, 17b können auch aus einbautechnischen Gründen Seite an Seite angeordnet werden, wie in 9 gezeigt. Die Riemenscheiben 17a, 17b können von separaten Antrieben 11, oder von einem Antrieb 11 mit einem speziellen Getriebe angetrieben werden. Die Antriebe 11 und/oder das Getriebe werden dabei derart ausgebildet, dass die Riemenscheiben 17 jeweils in einer Richtung angetrieben werden und in der anderen Richtung frei laufen können. Die angetriebene Riemenscheibe 17 erzeugt ein Drehmoment und von der freilaufenden Riemenscheibe 17 wird der Riemen 12 durch die Drehung des Rotorblatts 7 abgewickelt. Durch diese Anordnung reduziert sich die Höhe der Verstellvorrichtung 1. Auch hier darf das Übersetzungsverhältnis nicht 1:4 übersteigen. Durch die Kreisform des Abtriebsflanschs 18 wird sichergestellt, dass der Angriffswinkel der Riemen 12a, 12b und somit der Hebelarm 29 während des kompletten Blattverstellvorgangs konstant bleibt. Dadurch ist auch die auf der einen Seite des Abtriebsflanschs 18 aufgewickelte und auf der anderen Seite des Abtriebsflansch 18 abgewickelte Riemenlänge gleich. 8th shows a plan view of in 7 shown embodiment of the adjusting device according to the invention 1 , The adjusting device 1 here includes the output flange 18 , the drive 11 , two straps 12a . 12b and two pulleys 17a . 17b , The belts 12a . 12b be by means of fasteners 23 to the output flange 18 attached. Because the belts 12a . 12b have a certain length, can also reduce the weight of the output flange 18 be limited. The diameters of the pulleys 17a . 17b and the output flange 18 are chosen so that the transmission ratio is 1: 4. The pulleys 17a . 17b can also be arranged side by side for technical reasons, as in 9 shown. The pulleys 17a . 17b can be from separate drives 11 , or from a drive 11 be driven by a special gear. The drives 11 and / or the gear are formed such that the pulleys 17 each driven in one direction and can run freely in the other direction. The driven pulley 17 generates a torque and from the free running pulley 17 becomes the belt 12 by the rotation of the rotor blade 7 settled. By this arrangement, the height of the adjusting device is reduced 1 , Again, the gear ratio may not exceed 1: 4. Due to the circular shape of the output flange 18 Ensures that the angle of attack of the belt 12a . 12b and thus the lever arm 29 remains constant during the complete pitch adjustment process. This also means that on one side of the output flange 18 wound up and on the other side of the output flange 18 unwound belt length equal.

10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verstellvorrichtung 1. Hier werden zwei voneinander unabhängige Antrieben 11 und Riemenscheiben 17 verwendet um das Problem mit dem sich veränderten effektiven Durchmesser beim aufwickeln des Riemens 12 zu umgehen. Jeder Riemen 12 wird von einem eigenen Antrieb 11 und einer eigenen Riemenscheibe 17 angetrieben, so dass die Drehzahl für jede Riemenscheibe 17 individuell angepasst werden kann. Jeder Riemen 12 ist mit einem an Befestigungselement 23 mit dem Rotorblatt 7 oder der Innenring des Blattlagers 9 verbunden. Der erste Antrieb 11 treibt die Verstellvorrichtung 1 im Uhrzeigersinn und der zweite Antrieb 11 gegen den Uhrzeigersinn an. Während des Verstellvorgangs wird die nicht antreibende Riemenscheibe 17 entkoppelt und läuft einfach mit, so dass der am Rotorblatt 7 angeordnete Riemen 12 die freilaufende Riemenscheibe 17 antreibt und somit immer die benötigte Riemenlänge frei gibt. Dadurch kann auch bei unterschiedlichen effektiven Durchmessern der beiden Riemenscheiben 17 sichergestellt werden, die selbe Riemenlänge von der ersten Riemenscheibe 17 aufgewickelt wie von der zweiten Riemenscheibe 17 abgewickelt wird. Da die die Riemenlängen nun nicht mehr voneinander abhängig sind, kann auf einen separaten Abtriebsflansch 18 um eine konstante tangentiale Freigabe des Riemens 12 verzichtet werden. Dies reduziert die Kosten, das Gewicht und den Einbauraum der Verstellvorrichtung 1. Durch den Wegfall des Abtriebsflanschs 18 verändern sich aber die Hebelarme 29 der Riemen 12 während des Blattverstellvorgangs. Um den maximalen Hebelarm 29 der Riemen 12 zu optimieren, werden Umlenkrollen 24 an dem Rotorblatt montiert. In dem hier gezeigten Beispiel wird pro Riemen 12 eine Umlenkrolle 24 eingesetzt, es wäre aber durchaus denkbar mehrere Umlenkrollen 24 entlang des Umfangs der Verstellvorrichtung 1 anzuordnen. Durch die Umlenkrollen 24 wird auch verhindert, dass sich die Riemen 12 um die Befestigungselemente 23 bewegen, was sonst zu Beschädigungen an Riemen 12 oder Befestigungselemente 23 führen könnte. 10 shows a further embodiment of the adjusting device 1 , Here are two independent drives 11 and pulleys 17 used to the problem with the changed effective diameter when winding the belt 12 to get around. Every belt 12 is powered by its own 11 and its own pulley 17 driven so that the speed for each pulley 17 can be customized. Every belt 12 is with a fastener 23 with the rotor blade 7 or the inner ring of the blade bearing 9 connected. The first drive 11 drives the adjusting device 1 clockwise and the second drive 11 counterclockwise. During the adjustment process, the non-driving pulley becomes 17 decoupled and just runs along, so that on the rotor blade 7 arranged belts 12 the free-running pulley 17 drives and thus always gives the required belt length free. As a result, even with different effective diameters of the two pulleys 17 ensure the same belt length from the first pulley 17 wound up as from the second pulley 17 is handled. Since the belt lengths are no longer dependent on each other, can be on a separate output flange 18 about a constant tangential release of the belt 12 be waived. This reduces the cost, the weight and the installation space of the adjusting device 1 , By eliminating the output flange 18 but change the lever arms 29 the belt 12 during the pitch adjustment process. To the maximum lever arm 29 the belt 12 to optimize, pulleys 24 to the Rotor blade mounted. In the example shown here is per belt 12 a pulley 24 used, but it would be quite possible more pulleys 24 along the circumference of the adjusting device 1 to arrange. Through the pulleys 24 It also prevents the straps 12 around the fasteners 23 move, otherwise damage to belt 12 or fasteners 23 could lead.

Eine ähnliche Ausführung zeigt auch 11. Der Unterschied zu der in 10 gezeigten Ausführung ist, dass die Riemen 12 hier durch einen Flaschenzug geführt werden. Auch hier werden zwei unabhängige Antriebe 11 und Riemenscheiben 17 angeordnet. Die Riemen 12a, 12b werden jeweils um eine auf dem Rotorblatt 7 angeordnete Umlenkrolle 24 herum geführt und werden, statt auf dem Rotorblatt 7, an der Nabe 6 mit Befestigungselementen 23 verankert. Somit greifen die Riemen 12a, 12b das Rotorblatt 7 zweimal an. Der effektive Hebelarm des Riementriebs 30 wird hier von der Summe des tangentialen Abstands 29 des hin- und rücklaufenden Abschnitts der Riemen 12a, 12b definiert. Die benötigte Riemenlänge vergrößert sich durch den Flaschenzug, da sich aber der effektive Hebelarm auch vergrößert reduzieren sich die Belastungen auf den Riemen 12a, 12b und den Antrieb 11. Durch die geringere Belastung kann die Breite des Riemens 12 und die Höhe der Riemenscheibe 17 reduziert werden. Da die Belastungen kleiner werden ist es auch ausreichend den Antrieb 11 einseitig zu lagern. Dies erleichtert die Wartung und den Austausch der Riemen, was zusätzlich Kosten spart. Diese Ausführungsform kann auch mit einem Antrieb 11 und einem speziellen Getriebe realisiert werden, wobei das Getriebe in jeder Richtung immer nur eine Riemenscheibe 17 antreibt und die andere Riemenscheibe 17 gleichzeitig in den Freilauf versetzt. Um sicherzustellen, dass die hin- und rücklaufenden abschnitte der Riemen 12a, 12b nicht miteinander in Kontakt kommen, was zu Beschädigungen an den Riemen 12a, 12b führen könnte, können auch Führungsschienen 28 an gefährdeten Stellen angeordnet werden. A similar design also shows 11 , The difference to the in 10 shown execution is that the belts 12 be guided here by a pulley. Again, two independent drives 11 and pulleys 17 arranged. The belts 12a . 12b each one on the rotor blade 7 arranged pulley 24 be guided around and become, instead of on the rotor blade 7 , at the hub 6 with fasteners 23 anchored. Thus, the belts grip 12a . 12b the rotor blade 7 twice. The effective lever arm of the belt drive 30 here is the sum of the tangential distance 29 of the reciprocating portion of the belts 12a . 12b Are defined. The required belt length is increased by the pulley, but as the effective lever arm also increases, the loads on the belt are reduced 12a . 12b and the drive 11 , Due to the lower load, the width of the belt 12 and the height of the pulley 17 be reduced. As the loads become smaller, it is also sufficient to drive 11 one-sided store. This facilitates the maintenance and replacement of the belts, which saves additional costs. This embodiment can also be with a drive 11 and a special gear, wherein the transmission in each direction only ever a pulley 17 drives and the other pulley 17 simultaneously offset in the freewheel. To ensure that the back and forth sections of the belt 12a . 12b do not come into contact with each other, causing damage to the belt 12a . 12b could also guide rails 28 be placed at vulnerable sites.

Die in den beschriebenen Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmalskombinationen sollen nicht limitierend auf die Erfindung wirken, vielmehr sind auch die Merkmale der unterschiedlichen Ausführungen miteinander kombinierbar. Insbesondere kann die Riemenführung durch einsetzen von Umlenkrollen beliebig angepasst werden. The feature combinations disclosed in the described exemplary embodiments are not intended to limit the invention, but rather the features of the different embodiments can also be combined with one another. In particular, the belt guide can be adjusted as desired by using deflection rollers.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Verstellvorrichtung adjustment
2 2: Windturbine wind turbine
3 3: Turm tower
4 4: Maschinenhaus power house
5 5: Rotor rotor
6 6: Nabe hub
7 7: Rotorblatt rotor blade
8 8th: Blattachse blade axis
9 9: Blattlager blade bearings
10 10: Nabenbereich hub area
11 11: Antrieb drive
12 12: Riemen belt
12a 12a: erster Riemen first belt
12b 12b: zweiter Riemen second belt
13 13: Axialrichtung axially
14 14: Radialrichtung radial direction
15 15: Umfangsrichtung circumferentially
16 16: Antriebsachse drive axle
17 17: Riemenscheibe pulley
17a 17a: erste Riemenscheibe first pulley
17b 17b: zweite Riemenscheibe second pulley
18 18: Abtriebsflansch output flange
19 19: Lagerring bearing ring
20 20: Verbindungssteg connecting web
21 21: Verzahnung gearing
22 22: Zahnsegmente toothed segments
23 23: Befestigungselemente fasteners
24 24: Umlenkrolle idler pulley
25 25: Spannrolle idler
26 26: Aufnahmefläche receiving surface
27 27: Riemenführung belt guide
28 28: Führungsschiene guide rail
29 29: Hebelarm lever arm
30 30: Riementrieb belt drive
31 31: Rotationsachse axis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008013926 [0003, 0006, 0008, 0008]

Claims

Contraption ( 1 ) for adjusting a rotor blade ( 7 ) of a wind turbine ( 2 ) comprising - a belt drive ( 30 ) with a drive ( 11 ) and at least one belt ( 12 ), - whereby the drive ( 11 ) fixed to a hub ( 6 ) of the wind turbine ( 2 ) and the belt ( 12 ) fixed to the rotor blade ( 7 ), or vice versa, - and wherein the belt ( 12 ) one of the drive ( 11 ) generated torque or rotational movement on the rotor blade ( 7 ), - characterized in that the belt drive ( 30 ) is formed such that it substantially within a hub region ( 10 ) can be arranged.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the belt drive ( 30 ) at least one on a drive axle ( 16 ) of the drive ( 11 ) arranged pulley ( 17 ) for transmitting the torque to the at least one belt ( 12 ), and an output flange ( 18 ) for transmitting the torque from the at least one belt ( 12 ) on the rotor blade ( 7 ).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one belt ( 12 ) by positive engagement with the pulley ( 17 ) and / or the output flange ( 18 ) connected is.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the positive connection by fastening elements ( 23 ) will be produced.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the positive connection by gears ( 21 ) will be produced.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the belt ( 12 ) is designed as a toothed belt.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the belt ( 12 ) is designed as a flat belt.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the at least one pulley ( 17 ) is designed as a winding disk.

Device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the at least one belt ( 12 ) in the radial direction on the outside of the output flange ( 18 ) is arranged.

Device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the at least one belt ( 12 ) in the radial direction inside the output flange ( 18 ) is arranged.

Device according to one of Claims 2 to 10, characterized in that the device ( 1 ) with a belt guide ( 27 ) is formed so that the belt ( 12 ) during an entire adjustment process of the rotor blade ( 7 ) a constant tangential angle of attack to the pulley ( 17 ) having.

Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the device ( 1 ) two pulleys ( 17 ) and two straps ( 12 ), wherein the first pulley ( 17a ) and the first belt ( 12a ) the torque during a rotation of the rotor blade ( 7 ) in the clockwise direction, and the second pulley ( 17b ) and the second belt ( 12b ) the torque during a rotation of the rotor blade ( 7 ) transmits counterclockwise.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) at least one deflection roller ( 24 ) for guiding the at least one belt ( 17 ).

Apparatus according to claim 13, characterized in that the at least one deflection roller ( 24 ) is arranged such that the at least one belt ( 17 ) is guided in a pulley.

Wind turbine ( 2 ) comprising a tower ( 3 ), one rotatable on the tower ( 3 ) stored machine house ( 4 ), arranged in the engine house drive train and one fixed to the drive train and about an axis of rotation ( 31 ) rotatable rotor ( 5 ), wherein the rotor ( 5 ) a hub ( 6 ) and at least one on the hub ( 6 ), rotatable about a blade axis ( 8th ), arranged rotor blade ( 7 ), characterized in that the wind turbine ( 2 ) a device ( 1 ) for adjusting the rotor blade ( 7 ) according to any one of claims 1 to 14.