DE102016001811A1 - Windenergieanlage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage, bei der sich eine Welle (19) von einem Rotor (16) bis zu einem Getriebe (20) erstreckt. Erfindungsgemäß wird ein Abschnitt der Welle (19) von einer Mehrschicht-Struktur (29) gebildet, wobei die Mehrschicht-Struktur (29) eine nichtmetallische Trennschicht umfasst. Durch die erfindungsgemäße Mehrschicht-Struktur wird die Schallabgabe der Windenergieanlage vermindert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage, bei der sich eine Welle von einem Rotor bis zu einem Getriebe erstreckt.
  • Bei einem gängigen Typ von Windenergieanlagen ist zwischen dem Rotor und dem Generator ein Getriebe angeordnet, das eine Übersetzung von einer niedrigen Drehzahl des Rotors auf eine höhere Drehzahl des Generators vornimmt. Durch die schnelllaufenden Komponenten des Getriebes können Schwingungen entstehen, die im hörbaren Frequenzbereich liegen. Wird dieser Körperschall in die Umgebung abgestrahlt, so trägt dies zum allgemeinen Geräuschpegel der Windenergieanlage bei.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windenergieanlage vorzustellen, bei der die Schallabstrahlung vermindert ist. Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß wird ein Abschnitt der Welle von einer Mehrschicht-Struktur gebildet, wobei die Mehrschicht-Struktur eine nicht-metallische Trennschicht umfasst.
  • Durch die erfindungsgemäße Mehrschicht-Struktur wird verhindert, dass der Körperschall sich frei von dem Getriebe zu dem Rotor ausbreiten kann. Die Mehrschicht-Struktur hat andere Dämpfungseigenschaften als die übrigen Abschnitte der Welle, die üblicherweise aus Metall bestehen. Der Körperschall kann also nicht ungehindert durch die Mehrschicht-Struktur hindurchtreten, was zur Folge hat, dass über den Rotor nur in geringerem Umfang Schallwellen abgestrahlt werden. Einen Beitrag zu der Dämpfungswirkung leistet insbesondere die nicht-metallische Trennschicht, durch die vermieden wird, dass zwei aus Metall bestehende Abschnitte der Welle in axialer Richtung direkt aufeinander liegen.
  • Zwischen dem Rotor und dem Getriebe werden große Drehmomente übertragen. Damit die Welle den Belastungen standhält, werden die Flanschverbindungen in der Welle einer hohen Vorspannung ausgesetzt. Wenn die erfindungsgemäße Mehrschicht-Struktur zwischen zwei Wellenabschnitten angeordnet ist, ist sie also einer großen Druckkraft von beispielsweise 100 MPa ausgesetzt. Die erfindungsgemäße Mehrschicht-Struktur ist anders als klassische Dämpfungsmaterialien (z. B. Elastomere) in der Lage, dieser Druckkraft standzuhalten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Mehrschicht-Struktur eine Vielzahl von Faserlagen, die in ein Kunststoffmaterial eingebettet sind. Die Faserlagen bilden die Schichten der erfindungsgemäßen Mehrschicht-Struktur. Durch die Einbettung der Faserlagen in das Kunststoffmaterial ergibt sich ein einheitliches Bauteil, innerhalb dessen die Vielzahl von Faserlagen aufgenommen ist. Aufgrund des Kunststoff-Materials bildet die Mehrschicht-Struktur insgesamt eine nicht-metallische Trennschicht.
  • Die Faserlagen sind vorzugsweise senkrecht zur Axialrichtung ausgerichtet. Die Fasern, aus denen die Faserlagen gebildet werden, können aus einem nicht-metallischen Material bestehen. Beispielsweise können die Faserlagen Glasfasern oder Kohlenstofffasern umfassen oder vollständig aus diesen gebildet sein. Bei dem Kunststoffmaterial, in das die Faserlagen eingebettet sind, kann es sich um ein Duroplast, beispielsweise um Epoxidharz handeln. Möglich ist auch, dass die Faserlagen in einen Polymerbeton eingebettet sind. Bei Polymerbeton ist der Kunststoff zusätzlich mit harten Körnern aus einem mineralischen Material versetzt, beispielsweise mit einer Gesteinskörnung. Dies kann sich positiv auf die Druckfestigkeit des Materials ausüben.
  • Solche Kunststoffmaterialien verformen sich gelegentlich durch sog. kalten Fluss, wenn sie hohem Druck ausgesetzt sind. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung ist dies unerwünscht, weil die Verformung zur Folge haben kann, dass sich die axiale Vorspannung zwischen zwei Abschnitten der Welle vermindert. Um das Material hinreichend druckbeständig zu machen, kann das Material bereits bei der Herstellung einem Druck in axialer Richtung ausgesetzt werden. Vorzugsweise wird das Kunststoffmaterial in flüssigem Zustand zu den Faserlagen hinzugegeben, und der Druck in axialer Richtung wird beim Aushärten des Kunststoffmaterials ausgeübt.
  • In Betracht als Material für die Mehrschicht-Struktur kommen beispielsweise Hartgewebe HGW 2372.4 im Sinne der Norm DIN 7735 oder EP GC 308 im Sinne der Norm EN 60893. Diese Materialien enthalten die erfindungsgemäße Vielzahl von Faserlagen und genügen den Anforderungen, die sich im Bereich der Welle einer Windenergieanlage stellen.
  • In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Mehrschicht-Struktur in Axialrichtung eine Abfolge von mehreren Schichten aus unterschiedlichen Materialien. Wenigstens eine der Schichten ist eine nicht-metallische Trennschicht. Die Mehrschicht-Struktur kann beispielsweise eine nicht-metallische Trennschicht und eine Schicht aus Metall umfassen. Bevorzugt umfasst die Mehrschicht-Struktur eine Mehrzahl von Metallblechen, wobei jedes Metallblech zwischen zwei nicht-metallischen Trennschichten eingeschlossen ist. Das Metallblech kann beispielsweise ein Stahlblech sein. Die nicht-metallische Trennschicht ist bevorzugt ein Kunststoffmaterial mit eingebetteten Faserlagen der oben beschriebenen Art. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Mehrschicht-Struktur eine oder mehrere Schichten aus einem mineralischen Material umfassen.
  • Möglich sind auch Abfolgen von mehr als zwei unterschiedlichen Schichten. Beispielsweise kann die Mehrschicht-Struktur eine Abfolge zweier nicht-metallischer Schichten umfassen. In der ersten Schicht können Faserlagen in ein reines Kunststoffmaterial eingebettet sein. In der zweiten Schicht können Faserlagen in einen Polymerbeton eingebettet sein. Möglich sind auch Abfolgen von mehreren solcher Schichten hintereinander. Die Hintereinanderschaltung von mehreren solcher Schichten wirkt sich positiv auf die Dämpfung von Körperschall aus.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils zwischen zwei Metallschichten eine Mehrzahl von unterschiedlichen nicht-metallischen Schichten angeordnet. Beispielsweise kann eine nicht-metallische Schicht, bei der die Faserlagen ein reines Kunststoffmaterial eingebettet sind, eingeschlossen sein zwischen zwei nicht-metallischen Schichten, bei denen die Faserlagen in einen Polymerbeton eingebettet sind, die wiederum eingeschlossen sind zwischen zwei metallischen Schichten.
  • Eine zwischen zwei nicht-metallischen Schichten eingeschlossene Schicht kann durch ihre Masse zur Dämpfung des Körperschalls beitragen. Dies gilt auch dann, wenn das Material der Schicht keine besondere eigene Dämpfungswirkung aufweist. Die betreffende Schicht kann deswegen auch eine Metallschicht sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind Zusatzgewichte vorgesehen, die dazu bestimmt sind, mit einer zwischen zwei nicht-metallischen Schichten eingeschlossenen Schicht verbunden zu werden. Durch solche Zusatzgewichte können die Dämpfungseigenschaften der Mehrschicht-Struktur variabel eingestellt werden. Beispielsweise wird es auf diese Weise möglich, die Mehrschicht-Struktur an unterschiedliche Getriebetypen anzupassen.
  • Eine Schicht der Mehrschicht-Struktur kann mit Befestigungsmitteln für die Zusatzgewichte versehen sein. Die betreffende Schicht kann in radialer Richtung weiter vorspringen als eine oder mehrere benachbarte Schichten.
  • Wenn eine Schicht in radialer Richtung weiter vorspringt als eine oder mehrere benachbarte Schichten, so kann die Schicht in dem vorspringenden Bereich verstärkt sein, um das Gewicht der Schicht zu erhöhen. Die Verstärkung erstreckt sich in axialer Richtung und ragt damit in den Bereich einer benachbarten Schicht hinein.
  • Wenn die Mehrschicht-Struktur aus mehreren Schichten aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt ist, so können die Schichten miteinander verklebt oder auf sonstige Weise miteinander verbunden sein, um die Montage der Mehrschicht-Struktur zu erleichtern. Die Fläche, die im montierten Zustand an einem Flansch der Welle anliegt, ist vorzugsweise aufgeraut und/oder gehärtet. Besteht die Fläche aus Metall, kann das Aufrauen durch Sandstrahlen erfolgen. Eine erhöhte Härte kann durch Nitrieren erzielt werden.
  • Die Mehrschicht-Struktur kann zwischen zwei Flanschen der Welle angeordnet sein. Beispielsweise kann die Mehrschicht-Struktur zwischen einem Flansch der Getriebewelle und einem Flansch der Rotorwelle eingeschlossen sein. Alternativ oder zusätzlich ist auch möglich, dass die Mehrschicht-Struktur zwischen einem Flansch der Rotorwelle und einem Flansch des Rotors eingeschlossen ist.
  • Die Mehrschicht-Struktur überdeckt vorzugsweise die Querschnittsfläche des Flanschs, so dass die maximale Fläche zur Übertragung von Axialkräften zwischen den Flanschen zur Verfügung steht. Insbesondere kann die Mehrschicht-Struktur ringförmig sein, so dass sie zu der ringförmigen Auflagefläche eines Flanschs passt. Die ringförmige Mehrschicht-Struktur kann als einheitliches Bauteil gestaltet sein oder aus einer Mehrzahl von Ringsegmenten zusammengesetzt sein.
  • Der Abschnitt der Welle, der durch die erfindungsgemäße Mehrschicht-Struktur gebildet wird, kann sich beispielsweise zwischen 5 mm und 100 mm, vorzugsweise zwischen 10 mm und 50 mm in axialer Richtung erstrecken. Die Vorspannung, der die Mehrschicht-Struktur in Axialrichtung ausgesetzt ist, kann beispielsweise zwischen 50 MPa und 200 MPa, vorzugsweise zwischen 70 MPa und 150 MPa liegen. Wenn die Mehrschicht-Struktur aus Schichten von unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt ist, umfasst die Mehrschicht-Struktur vorzugsweise mindestens drei, weiter vorzugsweise mindestens fünf, weiter vorzugsweise mindestens zehn Schichten. Die einzelnen Schichten können beispielsweise zwischen 2 mm und 10 mm dick sein. Die Schichten sind vorzugsweise rechtwinklig zur Axialrichtung ausgerichtet.
  • Die äußeren Schichten der Mehrschicht-Struktur, die an den Flanschen anliegen, können aus Metall bestehen. Für eine gute Kraftübertragung zwischen dem Flansch und der Mehrschicht-Struktur ist es von Vorteil, wenn die Oberfläche der Mehrschicht-Struktur durch Sandstrahlen behandelt ist. Anschließend kann die Oberfläche nitriert werden. Dies es ergibt eine harte Oberfläche, die außerdem einen guten Korrosionsschutz aufweist.
  • Die Verbindung zwischen den an die Mehrschicht-Struktur angrenzenden Flanschen kann durch Bolzen hergestellt werden, die sich vorzugsweise in axialer Richtung erstrecken. Die Bolzen können durch Bohrungen in den Flanschen und der Mehrschicht-Struktur durchgeführt werden. Zum Erzeugen der Vorspannung in axialer Richtung kann eine Mutter auf den Bolzen aufgeschraubt sein.
  • Wenn die beiden Flansche durch Bolzen mit Muttern gegeneinander gespannt sind, kann der Körperschall durch den Bolzen hindurch zwischen den beiden Flanschen übertragen werden. Über den Bolzen kann der Körperschall an der Mehrschicht-Struktur vorbei geleitet werden. Dies ist unerwünscht. Um den Körperschall auch auf diesem Übertragungsweg zu dämpfen, kann eine zweite Mehrschicht-Struktur zwischen dem Kopf bzw. der Mutter des Bolzens und dem Flansch angeordnet sein. Dadurch wird die Übertragung von Körperschall zwischen dem jeweiligen Flansch und dem Bolzen eingeschränkt. Die Mehrschicht-Struktur kann die gleichen Merkmale aufweisen wie die beschriebene Mehrschicht-Struktur, die einen Abschnitt der Welle bildet. Möglich ist es auch, sowohl zwischen den Kopf des Bolzens und dem ersten Flansch als auch zwischen der Mutter des Bolzens und dem zweiten Flansch eine solche Mehrschicht-Struktur anzuordnen.
  • Die zweite Mehrschicht-Struktur kann ringförmig sein und so bemessen sein, dass sie eine ringförmige Anordnung von Bohrungen in dem Flansch überdeckt. Häufig wird es nicht möglich sein, die ringförmige zweite Mehrschicht-Struktur vom Ende der Welle her an den Flansch heranzuführen. Die zweite Mehrschicht-Struktur kann deswegen aus zwei Halbringen oder aus einer Mehrzahl von Ringsegmenten zusammengesetzt sein, die in radialer Richtung an den Flansch herangeführt werden können.
  • Die Mehrschicht-Struktur kann Schaden nehmen, wenn der Kopf bzw. die Mutter des Bolzens direkt auf der zweiten Mehrschicht-Struktur aufliegt. Zwischen dem Kopf bzw. der Mutter des Bolzens und der zweiten Mehrschicht-Struktur kann deswegen ein Unterlegelement angeordnet sein, das für eine bessere Kraftverteilung sorgt. Das Unterlegelement kann ringförmig sein und sich über den gesamten Umfang des Flanschs erstrecken. Vorzugsweise hat das Unterlegelement eine Mehrzahl von Bohrungen, die mit Bohrungen in der zweiten Mehrschicht-Struktur und dem Flansch korrespondieren.
  • Wenn die Windenergieanlage ein Lager umfasst, mit dem die Welle gegenüber dem Maschinenträger gelagert ist, kann der Körperschall über das Lager in den Maschinenträger gelangen. Um auch dies zu dämpfen, kann zwischen dem Lager und dem Maschinenträger eine dritte Mehrschicht-Struktur vorgesehen sein, so dass dort ein direktes Aufeinanderliegen von Metall auf Metall verhindert wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
  • 1: eine erfindungsgemäße Windenergieanlage;
  • 2: eine schematische Darstellung von Komponenten der Windenergieanlage;
  • 3: ein Detail aus 2 in vergrößerter Darstellung;
  • 4: ein Detail aus 3 bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung; und
  • 5: die Ansicht gemäß 2 bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.
  • Eine erfindungsgemäße Windenergieanlage umfasst gemäß 1 einen Turm 14, eine Gondel 15 und einem Rotor 16. Die Gondel 15 ist gegenüber dem Turm 14 drehbar gelagert, so dass der Rotor 16 zum Wind ausgerichtet werden kann. Der Rotor 16 wird durch den Wind in Drehung versetzt. Aus der Drehung des Rotors 16 wird elektrische Energie erzeugt, die über eine Leitung 17 in ein elektrisches Versorgungsnetz eingespeist wird.
  • Gemäß 2 erstreckt sich in der Gondel 15 eine Welle 19 von dem Rotor 16 bis zu einem Getriebe 20. Das Getriebe 20 übersetzt die niedrige Drehzahl der Welle 19 auf eine höhere Drehzahl. Über eine schnelle Welle 21, die mit der höheren Drehzahl rotiert, wird ein Generator 22 angetrieben, der elektrische Energie erzeugt. Die Rotorwelle 19 ist in einem Rotorlager 23 gelagert. Das Rotorlager 23 und das Getriebe 20 ruhen auf einem Maschinenträger 18, der eine tragende Struktur der Gondel 15 bildet.
  • Die Welle 19 umfasst mehrere Abschnitte. Eine Nabe 24 des Rotors 16 ist über eine erste Flanschverbindung 25 an eine Rotorwelle 26 angeschlossen. Die Rotorwelle 26 ist über eine zweite Flanschverbindung 27 an eine langsame Getriebewelle 28 angeschlossen.
  • In der zweiten Flanschverbindung 27 ist zwischen dem Flansch der Rotorwelle 26 und dem Flansch der langsamen Getriebewelle 28 eine erfindungsgemäße Mehrschicht-Struktur 29 angeordnet, die einen Abschnitt der Welle 19 bildet.
  • In 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt der zweiten Flanschverbindung 27 als Schnittdarstellung gezeigt. Ein Bolzen 30 erstreckt sich durch den Rotorwellen-Flansch 31 und den Getriebewellen-Flansch 32 hindurch, um die beiden Flansche 31, 32 in axialer Richtung gegeneinander vorzuspannen. In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform endet der Bolzen in einer Sacklochbohrung in einem der Getriebeflansche. Die Flansche 31, 32 werden durch die Mehrschicht-Struktur 29 auf Abstand zueinander gehalten, so dass kein direkter metallischer Kontakt zwischen den beiden Flanschen 31, 32 besteht. In 3 ist lediglich ein Ausschnitt der Mehrschicht-Struktur 29 zu sehen, die sich ringförmig über den gesamten Umfang der Flansche 31, 32 erstreckt. Die Mehrschicht-Struktur 29 ist mit einer Mehrzahl von Bohrungen versehen, die mit den Bohrungen in den Flanschen 31, 32 korrespondieren.
  • Die an die Mehrschicht-Struktur 29 angrenzenden Flächen der Flansche 31, 32 sind sandgestrahlt, und die Oberfläche wurde anschließend nitriert. Dadurch ergibt sich eine Reibfläche, die rau ist und eine große Härte aufweist. Dies führt zu einer guten Kraftübertragung zwischen den Flanschen 31, 32 und der Mehrschicht-Struktur 29. Die Mehrschicht-Struktur 29 hat eine Dicke von 10 mm bis 50 mm, insbesondere 15 mm.
  • Die Mehrschicht-Struktur 29 ist ein ringförmiges oder aus mehreren Ringsegementen bestehendes Bauteil beispielsweise aus Hartgewebe HGW 2372.4. Dies bezeichnet ein Material, bei dem mehrere Lagen aus Glasfasern in Axialrichtung aufeinander geschichtet sind und in ein Kunststoffmaterial eingebettet sind. Die einzelnen Glasfaserlagen sind quer zur Axialrichtung ausgerichtet. Das Material hat eine hohe Druckfestigkeit, so dass die Flanschverbindung 27 mit 100 MPa vorgespannt werden kann, ohne dass das Material Schaden nimmt. Die Mehrschicht-Struktur 29 führt zu einer Dämpfung des Körperschalls, der aus dem Getriebe 20 auf die langsame Getriebewelle 28 übertragen wird. Der Körperschall kann sich also nicht ungehindert in die Rotorwelle 26 ausbreiten.
  • Eine zweite Mehrschicht-Struktur 33 ist zwischen dem Kopf des Bolzens 30 und dem Rotorwellen-Flansch 31 angeordnet. Da ein ringförmiges Bauteil nicht über den Rotorwellen-Flansch 31 in diese Position gebracht werden kann, ist die zweite Mehrschicht-Struktur 33 aus zwei Halbringen oder einer Mehrzahl von Ringsegmenten zusammengesetzt, die sich gemeinsam über den gesamten Umfang des Rotorwellen-Flansch 31 erstrecken. Die zweite Mehrschicht-Struktur 33 hat eine Dicke von 10 mm bis 50 mm.
  • Um eine übermäßige Krafteinwirkung auf die zweite Mehrschicht-Struktur 33 in der unmittelbaren Nachbarschaft des Bolzens 30 zu vermeiden, liegt der Kopf des Bolzens 30 nicht direkt, sondern über ein Unterlegelement 34 auf der zweiten Mehrschicht-Struktur auf. Das Unterlegelement 34 ist ebenfalls aus zwei Halbringen oder einer Mehrzahl von Ringsegmenten zusammengesetzt, die sich zusammen über den gesamten Umfang des Rotorwellen-Flanschs 31 erstrecken.
  • Die zweite Mehrschicht-Struktur 33 besteht aus demselben Material wie die erste Mehrschicht-Struktur 29. Durch die zweite Mehrschicht-Struktur 33 wird verhindert, dass der Körperschall sich entlang dem Bolzen 30 ungehindert von der langsamen Getriebewelle 28 auf die Rotorwelle 26 übertragen kann.
  • In 4 ist eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mehrschicht-Struktur 29 gezeigt. Die Mehrschicht-Struktur 29 ist zusammengesetzt aus mehreren Schichten aus unterschiedlichen Materialien. Die beiden äußeren Schichten 35 werden gebildet von Stahlringen mit einer Stärke von 3 mm. Die Stahlringe bilden die Kontaktflächen zu den Flanschen 31, 32. Die betreffenden Kontaktflächen der Stahlringe sind sandgestrahlt und nitriert.
  • Die jeweils nächste Schicht 36 besteht aus einer 3 mm dicken Schicht Polymerbeton, in den auch mehrere Glasfaserlagen in Axialrichtung geschichtet eingebettet sein können. Die einzelnen Glasfaserlagen sind quer zur Axialrichtung ausgerichtet. An die Schichten 36 schließt sich jeweils nach innen eine Schicht 37 aus beispielsweise Hartgewebe HGW2372.4 an, deren Glasfaserlagen ebenfalls quer zur Axialrichtung ausgerichtet sind. Diese Schichten sind jeweils 2 mm dick. Weiter nach innen schließen sich erneut zwei 3 mm-Schichten 38 aus Polymerbeton an, in denen Glasfasern eingebettet sein können.
  • Die mittlere Schicht 39 wird gebildet von einem 8 mm dicken Stahlring, so dass die Mehrschicht-Struktur 29 insgesamt eine Dicke von 30 mm hat. Der Stahlring hat einen größeren Durchmesser als die äußeren Schichten 35, 36, 37, 38, so dass der Stahlring 39 sich in radialer Richtung etwas weiter erstreckt als die anderen Schichten. Der äußere Teil des Stahlrings 39 ist mit einer Verdickung 40 versehen, die in Axialrichtung in beiden Richtungen vorspringt und die sich über den gesamten Umfang des Stahlring 39 erstreckt. Durch die Verdickung 40 erhöht sich das Gewicht des Stahlring 39, was zu verbesserten Dämpfungseigenschaften führt. An die Verdickung sind Zusatzgewichte 41 angeschraubt, durch die das Gewicht des Stahlrings 39 weiter erhöht wird. Die Zusatzgewichte 41 können in unterschiedlichen Winkelpositionen je nach Bedarf angebracht oder entfernt werden, um die Dämpfungseigenschaften der Mehrschicht-Struktur 29 an den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen.
  • Die einzelnen Schichten der Mehrschicht-Struktur 29 sind miteinander verklebt, so dass sich ein einheitliches Bauteil ergibt, das zwischen den Flanschen 31, 32 eingesetzt werden kann. Das Bauteil ist mit Bohrungen versehen, die mit den Bohrungen der Flansche 31, 32 fluchten.
  • Die zweite Mehrschicht-Struktur 33 kann auf entsprechende Weise ebenfalls aus mehreren Schichten aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt sein.
  • Die 5 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die zweite Flanschverbindung 27 auf konventionelle Weise ausgebildet ist, so dass die Flansche 31, 32 der Rotorwelle 26 und der langsamen gibt Getriebewelle 28 direkt aufeinander liegen. Die erfindungsgemäße Mehrschicht-Struktur 29 ist bei dieser Ausführungsform in der ersten Flanschverbindung 25 zwischen der Rotorwelle 26 und der Rotornabe 24 angeordnet. Der Aufbau der ersten Flanschverbindung 25 und der Mehrschicht-Struktur 29 sowie die technische Wirkung sind identisch wie oben beschrieben.
  • Bei dieser Ausführungsform kann der in dem Getriebe erzeugte Körperschall sich weitgehend ungehindert über die langsame Getriebewelle 28 und die Rotorwelle 26 ausbreiten. Um zu verhindern, dass der Körperschall über das Rotorlager 23 auf den Maschinenträger 18 übertragen wird, ist zwischen dem Rotorlager 23 und dem Maschinenträger 18 eine weitere Mehrschicht-Struktur 42 angeordnet. Die Mehrschicht-Struktur 42 hat ebenfalls den Aufbau und die technische Funktion wie oben beschrieben.
  • Von der Erfindung umfasst sind auch Ausführungsformen, bei denen sowohl die erste Flanschverbindung 25 als auch die zweite Flanschverbindung 27 mit einer erfindungsgemäßen Mehrschicht-Struktur versehen sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Norm DIN 7735 [0010]
    • EP GC 308 [0010]
    • Norm EN 60893 [0010]

Claims (15)

  1. Windenergieanlage, bei der sich eine Welle (19) von einem Rotor (16) bis zu einem Getriebe (20) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt der Welle (19) von einer Mehrschicht-Struktur (29) gebildet wird, wobei die Mehrschicht-Struktur (29) eine nicht-metallische Trennschicht umfasst.
  2. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschicht-Struktur (29) eine Vielzahl von Faserlagen umfasst, die in ein Kunststoff-Material eingebettet sind.
  3. Windenergieanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschicht-Struktur (29) mit Körnern aus einem mineralischen Material versetzt ist.
  4. Windenergieanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Material beim Aushärten einem Druck in axialer Richtung ausgesetzt war.
  5. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschicht-Struktur (29) in Axialrichtung eine Abfolge von mehreren Schichten (35, 36, 37, 38, 39) aus unterschiedlichen Materialien umfasst.
  6. Windenergieanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschicht-Struktur (29) eine oder mehrere Schichten aus einem mineralischen Material umfasst.
  7. Windenergieanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschicht-Struktur (29) eine nicht-metallische Trennschicht (36, 37, 38) und eine Metallschicht (35, 39) umfasst.
  8. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen zwei nicht-metallischen Schichten (36, 37, 38) eingeschlossene Schicht (39) in Radialrichtung weiter vorspringt.
  9. Windenergieanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeschlossene Schicht (39) in dem vorspringenden Bereich verstärkt ist.
  10. Windenergieanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusatzgewicht (41) lösbar mit der eingeschlossenen Schicht (39) verbunden ist.
  11. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschicht-Struktur (29) in Axialrichtung einer Vorspannung zwischen 50 MPa und 200 MPa, vorzugsweise zwischen 70 MPa und 150 MPa ausgesetzt ist.
  12. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschicht-Struktur (29) zwischen einem Flansch einer Getriebewelle (28) und dem Flansch einer Rotorwelle (26) angeordnet ist.
  13. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschicht-Struktur (29) zwischen einem Flansch des Rotors (16) und dem Flansch einer Rotorwelle (26) angeordnet ist.
  14. Windenergieanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Mehrschicht-Struktur (33) zwischen dem Kopf und/oder der Mutter eines Bolzens (30) der Flanschverbindung (25, 27) und einem Flansch (31, 32) der Flanschverbindung angeordnet ist.
  15. Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Rotorlager (23) und einem Maschinenträger (18) eine dritte Mehrschicht-Struktur (42) angeordnet ist.
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