DE102016014743A1 - Wind turbine with slewing bearings and method for its assembly - Google Patents

Wind turbine with slewing bearings and method for its assembly Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft Windenergieanlagen (1) mit Großwälzlagern (10) sowie ein Verfahren zu dessen Montage.Eine erfindungsgemäße Windenergieanlage (1) umfasst ein Großwälzlager (10) mit Lochkreisen (11', 12') an dem Außen- und Innenring (11, 12) zur Befestigung des Großwälzlagers (10) an zwei zueinander drehbaren Komponenten (4, 8) der Windenergieanlage (1), sodass jeweils eine Komponente (4, 8) der Windenergieanlage (1) an einer axialen Fläche des Außen- oder des Innenrings (11, 12) anliegt. Weiterhin ist an wenigstens einer mit dem Außen- oder Innenring (11, 12) des Großwälzlagers (10) verbundenen ersten Komponente (4) der Windenergieanlage (1) eine Abstützvorrichtung (20) vorgesehen, die den mit der ersten Komponente (4) verbundenen Außen- oder Innenring (12) des Großwälzlagers (10) in radialer Richtung wenigstens abschnittsweise abstützt, um belastungsabhängige Deformationen des Großwälzlagers (10) zu reduzieren.Bei dem erfindungsgemäßen Montageverfahren erfolgt die Montage der Abstützvorrichtung (20) im unbelasteten Zustand des Großwälzlagers (10), wobei ein Spalt zwischen dem Außen- und Innenring (11, 12) des Großwälzlagers (10) und der Abstützvorrichtung (20) vorgesehen wird, der sich im belasteten Zustand des Großwälzlagers (10) schließt.The invention relates to wind energy installations (1) with slewing bearings (10) and a method for mounting them. A wind energy installation (1) according to the invention comprises a slewing bearing (10) with hole circles (11 ', 12') on the outer and inner rings (11, 12 ) for fastening the slewing bearing (10) to two mutually rotatable components (4, 8) of the wind turbine (1), so that in each case one component (4, 8) of the wind turbine (1) on an axial surface of the outer or the inner ring (11 , 12) is present. Furthermore, a support device (20) is provided on at least one of the outer or inner ring (11, 12) of the large roller bearing (10) connected to the first component (4) of the wind turbine (1), which connected to the first component (4) outside - or inner ring (12) of the large roller bearing (10) in the radial direction at least partially supported to reduce load-dependent deformation of the large rolling bearing (10). In the assembly method according to the invention, the mounting of the supporting device (20) in the unloaded state of large roller bearing (10), wherein a gap between the outer and inner ring (11, 12) of the large roller bearing (10) and the supporting device (20) is provided which closes in the loaded state of the large rolling bearing (10).

Description

Die Erfindung betrifft Windenergieanlagen mit Großwälzlagern sowie ein Verfahren zu dessen Montage.The invention relates to wind turbines with slewing bearings and a method for its assembly.

Windenergieanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie umfassen in der Regel einen Rotor, der drehbar an einer Gondel angeordnet ist, wobei die Gondel wiederum drehbar auf einem Turm angeordnet ist. Der Rotor treibt ggf. über eine Rotorwelle und ein Getriebe einen Generator an. Eine durch Wind induzierte Rotationsbewegung des Rotors kann so in elektrische Energie gewandelt werden, die dann über Umrichter und/oder Transformatoren - je nach Bauart des Generators auch wenigstens teilweise direkt - in ein elektrisches Netz eingespeist werden kann. Der Rotor umfasst mehrere - in der Regel drei - Rotorblätter, die gegenüber einer Rotornabe drehbar befestigt sind, um den Anstellwinkel der Rotorblätter einzustellen.Wind turbines are known from the prior art. They usually include a rotor which is rotatably mounted on a nacelle, wherein the nacelle is in turn rotatably mounted on a tower. If necessary, the rotor drives a generator via a rotor shaft and a gear. A wind-induced rotational movement of the rotor can thus be converted into electrical energy, which can then be fed via converters and / or transformers - depending on the type of generator also at least partially directly - in an electrical network. The rotor comprises a plurality - usually three - rotor blades which are rotatably mounted relative to a rotor hub to adjust the angle of attack of the rotor blades.

Bei Windenergieanlagen gemäß dem Stand der Technik kommen an verschiedenen Stellen sogenannte Großwälzlager mit einem Innenringdurchmesser von 450 mm oder mehr zum Einsatz. Anders als kleinere Wälzlager können Großwälzlager regelmäßig nicht in eine Lageraufnahme eingepasst werden, sondern weisen vielmehr an ihren Außen- und Innenringen jeweils Lochkreise auf, um allein durch Verschraubung an die dafür vorgesehenen Komponenten befestigt zu werden. Häufig werden für Drehbarkeit der Gondel gegenüber dem Turm sowie an der Verbindung zwischen Rotorblatt und Rotornabe entsprechende Großwälzlager eingesetzt.In wind turbines according to the prior art so-called large rolling bearings with an inner ring diameter of 450 mm or more are used at various points. Unlike smaller bearings bearings slewing bearings can not be regularly fitted into a bearing receptacle, but rather have on their outer and inner rings each hole circles to be fixed only by screwing to the designated components. Frequently, corresponding large rolling bearings are used for rotation of the nacelle relative to the tower and at the connection between the rotor blade and rotor hub.

Insbesondere wenn die beiden durch ein Großwälzlager zu verbindenden Komponenten unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen, kann es zu Problemen am bzw. im Großwälzlager kommen. Beispielweise kann bei einem Großwälzlager, welches zur Azimutverstellung der Gondel einen relativ „weichen“ Turm mit einem relativ steifen Maschinenträger verbindet, der mit dem Turm verbundene Außenring des Lagers den turmweichen Bewegungen folgen, wobei der Innenring dann jedoch regelmäßig nach innen wegkippt. Dadurch kann es zu einer Klaffung an der Schraubenverbindung des Innenrings kommen.In particular, when the two components to be joined by a slewing bearing have different rigidity, problems can occur on or in the slewing bearing. For example, in a large roller bearing, which connects a relatively "soft" tower with a relatively stiff machine carrier for azimuth adjustment of the gondola connected to the tower outer ring of the camp follow the tower soft movements, the inner ring but then regularly tilts inwards. This can lead to a gap on the screw connection of the inner ring.

Um diese Klaffung zu reduzieren, ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Schraubenvorspannung und/oder die Anzahl der Schrauben zu erhöhen, um durch die dadurch erreichte zusätzliche Klemmkraft der Klaffung entgegenzuwirken. Eine Erhöhung der Schraubenanzahl oder der Schraubenvorspannung erhöht den Montageaufwand, was sich nachteilig auf die Kosten auswirkt. Außerdem ist die Wirkung einer erhöhten Schraubenanzahl oder Schraubenvorspannung nur begrenzt, sodass das Problem der Klaffung häufig nur unzureichend reduziert werden kann.In order to reduce this gap, it is known from the prior art to increase the screw bias and / or the number of screws in order to counteract the gap by the additional clamping force achieved thereby. An increase in the number of screws or the screw bias increases the assembly effort, which has a disadvantageous effect on the cost. In addition, the effect of an increased number of screws or screw bias is limited, so that the problem of gaping can often be reduced only insufficient.

Aus der US 2014/0377039 A1 ist ein Versteifungsring für ein Großwälzlagers bekannt, mit dem der Innenring des Lagers ausgesteift werden soll. Der Versteifungsring wird dabei über die Schrauben, mit denen der Innenring an einer Rotorblattwurzel befestigt wird, mit fixiert. Um den Innenring versteifen zu können, ist es dabei zwingend erforderlich, dass der Versteifungsring - auch wenn er aus mehreren Segmenten zusammengesetzt sein sollte - in sich geschlossen ist. Nur so können angesichts der Befestigung des Versteifungsringes die darauf einwirkenden Kräfte aufgenommen werden und die gewünschte Versteifung des Innenrings tritt tatsächlich ein.From the US 2014/0377039 A1 a stiffening ring for a slewing bearing is known, with which the inner ring of the bearing is to be stiffened. The stiffening ring is fixed with the screws, with which the inner ring is attached to a rotor blade root. In order to stiffen the inner ring, it is imperative that the stiffening ring - even if it should be composed of several segments - is closed in itself. Only in this way, given the attachment of the stiffening ring, the forces acting on it can be absorbed and the desired stiffening of the inner ring actually occurs.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist die für das Erreichen der gewünschten Versteifung erforderliche aufwendige Formgebung des Versteifungsrings bzw. von dessen Segmenten mit zwei parallel verlaufenden, jedoch nicht identisch ausgeformten Horizontalstegen, die über einen Vertikalsteg miteinander verbunden werden müssen. Da die Steifigkeit nur erhöht werden kann, wenn der Verstärkungsring möglichst großflächig über den gesamten Umfang an dem Innenring des Großwälzlagers anliegt, müssen die einzelnen Segmente weiterhin genau geformt sein oder es müssen geeignete Ausgleichsbereiche zum Ausgleich von Herstellungstoleranzen geschaffen werden. Im Ergebnis ist der Verstärkungsring gemäß US 2014/0377039 A1 kostenintensiv. Darüber hinaus muss für den Versteifungsring und dessen Montage ausreichend dedizierter Bauraum in der Windenergieanlage zur Verfügung stehen, was nicht immer gegeben ist.A disadvantage of this prior art is required for achieving the desired stiffening complex shaping of the stiffening ring or of its segments with two parallel, but not identically shaped horizontal webs, which must be connected to each other via a vertical web. Since the rigidity can only be increased if the reinforcing ring as large as possible over the entire circumference rests against the inner ring of the large rolling bearing, the individual segments must continue to be accurately shaped or suitable compensation areas must be created to compensate for manufacturing tolerances. As a result, the reinforcing ring is according to US 2014/0377039 A1 expensive. In addition, sufficient space for the stiffening ring and its installation must be available in the wind turbine, which is not always the case.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Windenergieanlage mit einem Großwälzlager sowie ein Verfahren zur Montage eines Großwälzlagers in Windenergieanlagen zu schaffen, bei denen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht mehr oder nur noch in vermindertem Umfang auftreten.Object of the present invention is to provide a wind turbine with a slewing bearing and a method for assembling a slewing bearing in wind turbines, in which the disadvantages known from the prior art no longer occur or only to a lesser extent.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Windenergieanlage mit einem Großwälzlager gemäß dem Hauptanspruch, sowie ein Verfahren gemäß dem Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a wind turbine with a slewing bearing according to the main claim, and a method according to claim 10. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Demnach betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage umfassend ein Großwälzlager mit Lochkreisen an dem Außen- und Innenring zur Befestigung des Großwälzlagers an zwei zueinander drehbaren Komponenten der Windenergieanlage, sodass jeweils eine Komponente der Windenergieanlage an einer axialen Fläche des Außen- oder des Innenrings anliegt, wobei an wenigstens einer mit dem Außen- oder Innenring des Großwälzlagers verbundenen ersten Komponente der Windenergieanlage eine Abstützvorrichtung vorgesehen ist, die den mit der ersten Komponente verbundenen Außen- oder Innenring des Großwälzlagers in radialer Richtung wenigstens abschnittsweise abstützt, um belastungsabhängige Deformationen des Großwälzlagers zu reduzieren.Accordingly, the invention relates to a wind turbine comprising a large roller bearing with bolt holes on the outer and inner ring for attachment of the large rolling bearing to two mutually rotatable components of the wind turbine so that each component of the wind turbine rests against an axial surface of the outer or inner ring, wherein at least one with the outer or inner ring of the slewing bearing connected to the first component of the wind turbine, a support device is provided which at least partially supports the outer or inner ring of the large rolling bearing connected to the first component in the radial direction in order to reduce load-dependent deformations of the large rolling bearing.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Großwälzlagers einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage, mit den Schritten:

  • Befestigung des Großwälzlagers an der für die Abstützvorrichtung vorgesehenen ersten Komponente der Windenergieanlage;
  • Montage der Abstützvorrichtung oder der Abstützsegmente der Abstützvorrichtung an der ersten Komponente der Windenergieanlage, sodass ein Spalt mit vorgegebener Breite zwischen Außen- oder Innenring des Großwälzlagers und der Abstützvorrichtung besteht; und
  • Befestigung des Großwälzlagers an der zweiten Komponente der Windenergieanlage.
Furthermore, the invention relates to a method for mounting a slewing bearing of a wind turbine according to the invention, with the steps:
  • Attachment of the large rolling bearing on the first component of the wind turbine provided for the supporting device;
  • Mounting the supporting device or the support segments of the support device to the first component of the wind turbine, so that a gap with a predetermined width between the outer or inner ring of the large rolling bearing and the supporting device consists; and
  • Attachment of large roller bearing to the second component of the wind turbine.

Ausgehend von einer Windenergieanlage, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, hat die Erfindung erkannt, dass die Abstützung des Außen- oder Innenrings eines Großwälzlagers (je nachdem, wo Deformation, bspw. in Form von Klaffung zwischen Außen- oder Innenring und der ersten Komponente der Windenergieanlage, zu erwarten ist) durch eine Abstützvorrichtung, die nicht an dem Großwälzlager selbst, sondern vielmehr an einer damit verbunden Komponente der Windenergieanlage befestigt ist, vorteilhaft ist. Indem die Abstützvorrichtung an einer grundsätzlich als steif angenommenen Komponente der Windenergieanlage befestigt ist, muss die Abstützvorrichtung regelmäßig lediglich für einen, in der Regel radialen Kraftfluss von dem Innen- bzw. Außenring zur fraglichen Komponente ausgebildet sein. Insbesondere auf die Form eines geschlossenen Rings, wie sie im Stand der Technik zwingend erforderlich ist, kann dabei verzichtet werden. Es kann vielmehr auch ausreichend sein, wenn die Abstützvorrichtung abschnittsweise an dem Innen- oder Außenring des Großwälzlagers anliegt, um dieses zu stützen. „Abschnittsweise“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Abstützvorrichtung über den gesamten Umfang des Innen- oder Außenrings verteilt in mehreren Abschnitten an dem Innen- oder Außenring anliegt, um diesen zu stützen, während die Abstützvorrichtung in den Bereichen dazwischen nicht an dem Innen- oder Außenring anliegen muss. Die Abstützvorrichtung kann insbesondere mehrere Abstützsegmente umfassen, die jeweils einen Abstützabschnitt bilden.Starting from a wind energy plant, as is known in the prior art, the invention has recognized that the support of the outer or inner ring of a slewing bearing (depending on where deformation, eg. In the form of gap between outer or inner ring and the first Component of the wind turbine, is to be expected) by a supporting device, which is not attached to the large rolling bearing itself, but rather attached to a component of the wind turbine connected thereto, is advantageous. Since the supporting device is fastened to a basically rigid component of the wind energy plant, the supporting device must be designed regularly only for a, as a rule, radial force flow from the inner or outer ring to the component in question. In particular, the form of a closed ring, as is absolutely necessary in the prior art, can be dispensed with. Rather, it may also be sufficient if the supporting device abuts in sections on the inner or outer ring of the slewing bearing in order to support this. "Sectional" in this context means that the support device distributed over the entire circumference of the inner or outer ring in several sections on the inner or outer ring is present to support this, while the support device in the areas therebetween not at the inner or outer ring Outer ring must rest. The support device may in particular comprise a plurality of support segments, each forming a support portion.

Unter anderem auch dadurch kann die Abstützvorrichtung bei der erfindungsgemäßen Windenergieanlage in der Regel so gestaltet werden, dass sie keinen oder nur einen sehr geringen eigenen Bauraum benötigt. Da eine durchgehende Struktur der Abstützvorrichtung bei der erfindungsgemäßen Windenergieanlage nicht erforderlich ist, kann die Abstützvorrichtung auch in andere Bauteile der Windenergieanlage integriert sein oder derart ausgestaltet sein, dass sie Aussparungen für anderen Bauteile der Windenergieanlage aufweist. Auf diese Weise lässt sich die Erfindung auch in bereits bestehenden Windenergieanlagen oder fertiggestellten Entwürfen von Windenergieanlagen verwirklichen, ohne dass umfangreiche Umbauten oder Neukonstruktionen erforderlich wären.Among other things, as a result of this, the support device in the wind energy installation according to the invention can generally be designed so that it requires no or only a very small space of its own. Since a continuous structure of the support device in the wind turbine according to the invention is not required, the support device can also be integrated into other components of the wind turbine or configured such that it has recesses for other components of the wind turbine. In this way, the invention can be realized in existing wind turbines or finished designs of wind turbines without extensive modifications or redesigns would be required.

Es ist bevorzugt, wenn die Abstützvorrichtung den Innenring des Großwälzlagers abstützt. Insbesondere ist bevorzugt, wenn das Großwälzlager das Azimutlager der Windenergieanlage ist, wobei der Außenring mit dem Turm der Windenergieanlage und der Innenring mit der Gondel der Windenergieanlage, vorzugsweise mit dem Maschinenträger der Gondel, verbunden ist. Bei einem solchen Großwälzlager besteht insbesondere bei dem Innenring die Gefahr, dass die belastungsabhängige Deformation als Wegkippen bzw. Klaffung der Schraubenverbindung, mit welcher der Innenring mit der Gondel bzw. deren Maschinenträger verbunden ist, auftritt. Gleichzeitig ist durch die erforderlichen Bremsen sowie dem Azimutantrieb der Bauraum für die Abstützvorrichtung begrenzt, sodass Versteifungsringe, wie aus dem Stand der Technik bekannt, nicht oder nur sehr schwierig zur Anwendung kommen können.It is preferred if the supporting device supports the inner ring of the slewing bearing. In particular, it is preferred if the large roller bearing is the azimuth bearing of the wind turbine, wherein the outer ring with the tower of the wind turbine and the inner ring with the nacelle of the wind turbine, preferably with the machine carrier of the nacelle is connected. In such a large rolling bearing is in particular in the inner ring the risk that the load-dependent deformation as tilting away or gaping of the screw connection, with which the inner ring is connected to the nacelle and the machine frame, occurs. At the same time limited by the required brakes and the azimuth drive the space for the support device, so that stiffening rings, as known from the prior art, can not or only very difficult to apply.

Im Bereich der Azimutverstellung kann am Turm eine koaxial mit dem Großwälzlager angeordnete ringförmige Bremsscheibe vorgesehen sein, in von einer Vielzahl von an der Gondel über den Umfang verteilt angeordneten, radial nach außen offene Bremssättel umgriffen wird. Dabei ist bevorzugt, wenn der eine Arm wenigstens eines Teils der Bremssättel derart ausgeführt ist, dass er in einem abstützenden Kontakt mit dem Innenring des Großwälzlagers ist. Bei dieser Ausführungsvariante wird also die erfindungsgemäß vorgesehene Abstützvorrichtung wenigstens teilweise durch einen Teil der Bremssättel bzw. deren jeweils einen Arm gebildet, die als Abstützsegmente der Abstützvorrichtung angesehen werden können. Bei einer großen Anzahl entsprechend ausgeführter Bremssättel kann auf ein zusätzliches strukturelles Bauteil für die Abstützvorrichtung verzichtet werden.In the area of the azimuth adjustment, an annular brake disc arranged coaxially with the slewing bearing can be provided on the tower, in which brake calipers arranged radially outwards are encompassed by a plurality of distributors distributed over the circumference. It is preferred if the one arm of at least a portion of the calipers is designed such that it is in a supporting contact with the inner ring of the large rolling bearing. In this embodiment, therefore, the support device provided according to the invention is at least partially formed by a part of the brake calipers or their respective one arm, which can be regarded as support segments of the support device. With a large number of appropriately executed calipers can be dispensed with an additional structural component for the supporting device.

Alternativ oder zusätzlich kann die die Abstützvorrichtung ein oder mehrere über den Umfang verteilte Abstützbleche als Abstützsegmente umfassen, welche zur Abstützung mit dem Außen- oder Innenring des Großwälzlagers anliegend sind. Entsprechende Abstützbleche sind kostengünstig herzustellen und lassen sich einfach montieren. Ist eine Bremsvorrichtung wie beschrieben vorgesehen kann das oder die Abstützbleche vorzugsweise zwischen jeweils wenigstens einem Bremssattel und der Komponente der Windenergieanlage, an dem die Bremssättel befestigt sind - also bspw. dem Maschinenträger - angeordnet sein. In diesem Fall sind für die Abstützbleche häufig noch nicht einmal separate Befestigungselemente, wie bspw. Schrauben, erforderlich. Vielmehr kann wenigstens ein Abstützblech derart gegenüber einem Bremssattels angeordnet sein, dass es durch die Befestigungsmittel dieses Bremssattels wenigstens teilweise mit fixiert wird.Alternatively or additionally, the support device may comprise one or more support plates distributed over the circumference as support segments which are in abutment with the outer or inner ring of the slewing bearing for support. Corresponding support plates are inexpensive to manufacture and can be easily assembled. If a braking device as described can be provided the one or more support plates preferably between each at least one caliper and the component of the wind turbine to which the brake calipers are attached - so for example. The machine carrier - be arranged. In this case, often not even separate fasteners, such as screws, are required for the support plates. Rather, at least one support plate can be arranged in such a way relative to a brake caliper that it is at least partially fixed by the fastening means of this caliper.

Das Abstützblech weist bevorzugt eine Dicke von 6-14 mm, weiter vorzugsweise von 8-12 mm, weiter vorzugsweise von 10 mm auf. Es kann bspw. aus Stahl gefertigt sein.The support plate preferably has a thickness of 6-14 mm, more preferably 8-12 mm, more preferably 10 mm. It may, for example, be made of steel.

Alternativ oder zusätzlich kann die Abstützvorrichtung ein oder mehrere über den Umfang verteilte Druckschrauben als Abstützsegmente an der mit dem Außen- oder Innenring des Großwälzlagers verbundenen Komponente umfassen, die zur Abstützung in Kontakt mit dem Außen- oder Innenring bringbar sind. Entsprechende Druckschrauben sind in einer Gewindebohrung in der mit dem Innen- oder Außenring verbundenen Komponente der Windenergieanlage geführt und werden soweit aus der Gewindebohrung herausgedreht, dass sie an dem Außen- oder Innenring des Großwälzlagers anliegen.Alternatively or additionally, the support device may comprise one or more pressure screws distributed over the circumference as support segments on the component connected to the outer or inner ring of the large rolling bearing which can be brought into contact with the outer or inner ring for support. Corresponding pressure screws are guided in a threaded bore in the connected to the inner or outer ring component of the wind turbine and are so far out of the threaded hole that they rest against the outer or inner ring of the large roller bearing.

Es ist bevorzugt, wenn der Abstand von der axialen Fläche, an der die Komponente anliegt, und dem Bereich, in dem die Abstützvorrichtung an dem Außen- oder Innenring angreift, größer oder gleich dem Abstand zwischen diesem Bereich und der anderen axialen Fläche ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Abstützvorrichtung einem Wegkippen des Außen- oder Innenrings in radialer Richtung gegenüber der jeweiligen axialen Verbindungsfläche besonders gut entgegenwirken kann.It is preferred that the distance from the axial surface on which the component is applied and the region in which the support device engages the outer or inner ring is greater than or equal to the distance between this region and the other axial surface. This ensures that the support device can counteract a tilting of the outer or inner ring in the radial direction with respect to the respective axial connection surface particularly well.

Es ist bevorzugt, wenn die Abstützvorrichtung wenigstens zwei, vorzugsweise mehr als zehn getrennt voneinander montierbare und vorzugsweise individuell justierbare Abstützsegmente aufweist. Die einzelnen Abstützsegmente müssen dabei nicht zwingend gleich ausgestaltet sein. Vielmehr ist beispielsweise auch möglich, dass ein Teil der Abstützsegmente durch die Arme von Bremssätteln, ein anderer Teil durch Abstützbleche und/oder wiederum ein anderer Teil durch Druckschrauben gebildet ist. Ein Abstützsegment gilt dann als justierbar im Sinne der Erfindung, wenn der radiale Abstand zum Außen- oder Innenring einstellbar ist. Die Justierbarkeit der Abstützsegmente ist bei Druckschrauben unmittelbar gewährleistet. Bei Bremssätteln und Abstützblechen kann die Justierbarkeit bspw. durch das Vorsehen von Langlöchern erreicht werden, durch welche die Befestigungselemente, wie bspw. Schrauben, geführt werden, um einen Bremssattel oder ein Abstützblech an einer Komponente der Windenergieanlage zu befestigen.It is preferred if the support device has at least two, preferably more than ten, separately mountable and preferably individually adjustable support segments. The individual support segments need not necessarily be configured the same. Rather, for example, it is also possible that a part of the support segments is formed by the arms of calipers, another part by Abstützbleche and / or in turn another part by pressure screws. A support segment is then considered adjustable in the context of the invention, when the radial distance to the outer or inner ring is adjustable. The adjustability of the support segments is directly guaranteed with pressure screws. In calipers and support plates, the adjustability can be achieved, for example. By providing slots through which the fasteners, such as. Screws are guided to attach a caliper or a support plate to a component of the wind turbine.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Abstützvorrichtung bzw. Abstützsegmente montiert, wenn das Großwälzlager nur an der ersten Komponente - also der Komponente an der auch die Abstützvorrichtung befestigt wird - befestigt ist. Das Großwälzlager ist also im Zeitpunkt der Montage der Abstützvorrichtung lastfrei. Die Abstützvorrichtung bzw. die Abstützsegmente werden derart gegenüber dem Innen- oder Außenring des Großwälzlagers montiert, dass zwischen diesen und der Abstützvorrichtung ein Spalt mit vorgegebener Breite besteht. Nach der abschließenden Befestigung des Großwälzlagers auch an der zweiten Komponente der Windenergieanlage wird das Großwälzlager belastet, wodurch der Spalt geschlossen wird und die Abstützvorrichtung an dem Innen- oder Außenring des Großwälzlagers anliegt. Die Breite des Spalts kann entsprechend gewählt werden. Die Montage im lastfreien Zustand mit Spalt bietet den Vorteil, dass im belasteten Zustand keine ungewollten Kräfte von der Abstützvorrichtung auf das Großwälzlager einwirken. Dabei lässt sich die Spaltbreite während der Montage gut und einfach überprüfen, bspw. mit einer Fühlerlehre. Ist die Abstützvorrichtung bzw. ein Abstützsegment justierbar, kann der Spalt auch exakt eingestellt werden, ggf. wieder mit Hilfe einer Fühlerlehre.In the method according to the invention, the supporting device or support segments is mounted when the large roller bearing is attached only to the first component - that is, the component to which the support device is attached. The slewing bearing is thus load-free at the time of assembly of the support device. The supporting device or the supporting segments are mounted in such a way with respect to the inner or outer ring of the large rolling bearing, that between these and the supporting device there is a gap with a predetermined width. After the final attachment of the slewing bearing also on the second component of the wind turbine, the large roller bearing is loaded, whereby the gap is closed and the supporting device rests against the inner or outer ring of the large roller bearing. The width of the gap can be selected accordingly. The assembly in the load-free state with gap has the advantage that act in the loaded state no unwanted forces from the support device on the slewing bearings. The gap width during assembly can be checked easily and simply, for example with a feeler gauge. If the support device or a support segment adjustable, the gap can also be set exactly, possibly again using a feeler gauge.

Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigen:

  • 1: eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage;
  • 2: eine schematische Schnittdarstellung des Azimutlagers der Windenergieanlage gemäß 1;
  • 3: eine schematische Draufsicht auf das Azimutlager der Windenergieanlage gemäß 1 entlang der Schnittlinie III-III aus 2; und
  • 4: eine schematische Schnittdarstellung des Azimutlagers eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage.
The invention will now be further described by means of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 : a schematic representation of a first embodiment of a wind turbine according to the invention;
  • 2 : A schematic sectional view of the azimuth bearing of the wind turbine according to 1 ;
  • 3 : A schematic plan view of the azimuth bearing of the wind turbine according to 1 along the section line III-III 2 ; and
  • 4 : A schematic sectional view of the azimuth bearing of a second embodiment of a wind turbine according to the invention.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Windenergieanlage 1 dargestellt. Die Windenergieanlage 1 umfasst einen Rotor 2 mit mehreren Rotorblättern 3, der drehbar um die Achse 4 an einer Gondel 5 angeordnet ist. Die Rotorblätter 3 sind um die jeweiligen Achsen 6 drehbar, um den Anstellwinkel bzw. Pitch der Rotorblätter 3 einzustellen. Die Gondel 5 ist um die Achse 7 drehbar auf dem Turm 8 angeordnet, um in Azimutrichtung dem Wind nachgeführt werden zu können. In der Gondel 5 ist ein Generator (nicht dargestellt) zur Umwandlung von auf den Rotor 3 einwirkender Windenergie in elektrische Energie vorgesehen, dessen elektrische Energie über Umwandler und/oder Transformatoren in der Windenergieanlage 1 in ein elektrisches Netz eingespeist wird.In 1 is a wind turbine according to the invention 1 shown. The wind turbine 1 includes a rotor 2 with several rotor blades 3 which is rotatable about the axis 4 at a gondola 5 is arranged. The rotor blades 3 are about the respective axes 6 rotatable to the pitch or pitch of the rotor blades 3 adjust. The gondola 5 is around the axis 7 rotatable on the tower 8th arranged to be tracked in the azimuth direction to the wind can. In the gondola 5 is a generator (not shown) for the conversion of the rotor 3 acting wind energy provided in electrical energy, its electrical energy through converters and / or transformers in the wind turbine 1 is fed into an electrical network.

Um die Drehung der Rotorblätter 3 um die jeweiligen Achsen 6 sowie die Drehung der Gondel 6 gegenüber dem Turm 8 zu ermöglichen, ist an den mit der Bezugsziffer 9 angedeuteten Schnittstellen zwischen Rotorblatt 3 und Rotornabe bzw. zwischen Gondel 4 und Turm 8 jeweils ein Großwälzlager 10 vorgesehen.To the rotation of the rotor blades 3 around the respective axes 6 as well as the rotation of the gondola 6 opposite the tower 8th to allow is to those with the reference number 9 indicated interfaces between the rotor blade 3 and rotor hub or between gondola 4 and tower 8th each a slewing bearing 10 intended.

In 2 und 3 ist das Großwälzlager 10 zwischen Gondel 4 und Turm 8 schematisch näher dargestellt. Das Großwälzlager 10 umfasst einen Außenring 11 und einen Innenring 12, die jeweils mit einem Lochkreis 11', 12' versehen sind. Über den Lochkreis 11' am Außenring 11 ist das Großwälzlager 10 durch Schrauben 13 mit dem Turm 8 verbunden. Durch den Lochkreis 12' des Innenrings 12 sind Schrauben 14 geführt, mit denen der Innenring 12 an der Gondel 4, genauer am Maschinenträger 4' der Gondel 4 befestigt ist. An diesem Maschinenträger 4' sind zumindest die Hauptkomponenten der Windenergieanlage 1, die sich unmittelbar in der Gondel 4 befinden, befestigt (wie bspw. der Generator, das oder die Rotorwellenlager, evtl. ein Getriebe, ggf. ein Umrichter, etc.). Zwischen Außen- und Innenring 11, 12 sind zwei parallele Laufbahnen 15 vorgesehen, die eine Relativbewegung zwischen Außen- und Innenring 11, 12 und somit letztendlich eine Drehung der Gondel 4 auf dem Turm 8 um die Achse 7 ermöglicht (vgl. 1).In 2 and 3 is the slewing bearing 10 between gondola 4 and tower 8th shown schematically in more detail. The slewing bearing 10 includes an outer ring 11 and an inner ring 12 , each with a bolt circle 11 ' . 12 ' are provided. About the bolt circle 11 ' on the outer ring 11 is the slewing bearing 10 by screws 13 with the tower 8th connected. Through the bolt circle 12 ' of the inner ring 12 screws 14 are guided, with which the inner ring 12 at the gondola 4 , more precisely on the machine carrier 4 ' the gondola 4 is attached. At this machine carrier 4 ' are at least the main components of the wind turbine 1 that are directly in the gondola 4 are fixed (such as the generator, or the rotor shaft bearings, possibly a gear, possibly a drive, etc.). Between outer and inner ring 11 . 12 are two parallel tracks 15 provided that a relative movement between the outer and inner ring 11 . 12 and thus ultimately a gondola turn 4 on the tower 8th around the axis 7 allows (cf. 1 ).

Zwischen dem Turm 8 und dem Außenring 11 des Großwälzlagers 10 ist eine ringförmige Bremsscheibe 16 vorgesehen, die ebenfalls durch die Schrauben 13 gesichert ist. Diese Bremsscheibe wird von über den Umfang des Großwälzlagers 10 gleichmäßig verteilten, radial nach außen offenen Bremssätteln 17 umgriffen, die zur Bildung einer Azimutbremse nach dem Prinzip einer Scheibenbremse ausgebildet sind. In 3 sind aufgrund der gewählten Schnittebene nur die Füße 17' der Bremssättel 17, die Bremsscheibe 16 gar nicht dargestellt.Between the tower 8th and the outer ring 11 of the slewing bearing 10 is an annular brake disc 16 provided also by the screws 13 is secured. This brake disc is from over the circumference of the large roller bearing 10 evenly distributed, radially outwardly open brake calipers 17 encompassed, which are designed to form an azimuth brake according to the principle of a disc brake. In 3 are due to the selected cutting plane only the feet 17 ' the calipers 17 , the brake disc 16 not shown at all.

Zwischen dem Maschinenträger 4 und jeweils zwei benachbarten Bremssätteln 17 ist jeweils ein Abstützblech 18 angeordnet und durch die Befestigung der Bremssättel 17 an dem Maschinenträger 4 (nicht dargestellt) mit fixiert. Die Abstützbleche 18 sind aus 10 mm dickem Stahlblech und liegen zumindest im dargestellten, durch das Gewicht der Gondel 4 belasteten Zustand des Großwälzlagers 10 abschnittsweise an dem Innenring 12 des Großwälzlagers 10 an. Der Innenring 12 wird so gegen das Wegkippen nach Innen abgesichert. Die Abstützbleche 18 sind damit Abstützsegmente 19 einer Abstützvorrichtung 20.Between the machine carrier 4 and two adjacent calipers each 17 is each a support plate 18 arranged and fixed by attaching the brake calipers 17 on the machine carrier 4 (not shown) with fixed. The support plates 18 are made of 10 mm thick sheet steel and are at least in the illustrated, by the weight of the gondola 4 loaded condition of the slewing bearing 10 in sections on the inner ring 12 of the slewing bearing 10 at. The inner ring 12 is thus secured against tipping inwards. The support plates 18 are thus support segments 19 a support device 20 ,

Der Abstand d1 von der axialen Fläche des Innenrings 12, an der der Maschinenträger 4 anliegt, und dem Bereich, in dem das Abstützblech 18 an dem Innenring 12 anliegt, ist dabei größer als der Abstand d2 zwischen eben diesem Bereich und der anderen axialen Fläche des Innenrings. Dadurch kann das Abstützblech 18 dem Wegkippen des Innenrings 12 besonders gut entgegenwirken.The distance d 1 from the axial surface of the inner ring 12 at the machine carrier 4 rests, and the area in which the support plate 18 on the inner ring 12 is present, is greater than the distance d 2 between just this area and the other axial surface of the inner ring. This allows the support plate 18 the tilting of the inner ring 12 counteract particularly well.

In 4 ist das Azimutlager eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage 1 dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel gleicht dabei in weiten Teilen dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen und nachfolgend nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen wird.In 4 is the azimuth bearing of a second embodiment of a wind turbine according to the invention 1 shown. The second embodiment is similar in many parts to the first embodiment, which is why reference is made to the above explanations and will be discussed below only on the differences between the two embodiments.

Bei dem in 4 gezeigten Großwälzlager 10 zwischen Gondel 4 und Turm 8 wird auf gesonderte Abstützbleche 18 als Abstützsegmente 19 einer Abstützvorrichtung 20 (vgl. 2 und 3) verzichtet. Vielmehr ist der obere Arm 17" der Bremssättel 17 derart gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel verlängert, dass sie am Innenring 12 des Großwälzlagers 10 anliegen und dieses stützen. Indem sämtliche Bremssättel 17 am Großwälzlager 10 zwischen Gondel 4 und Turm 8 entsprechend 4 ausgebildet sind, wird eine Abstützvorrichtung 20 geschaffen, die den Innenring 12 abschnittsweises abstützt. Der Abstand d1 ist dabei gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 vergrößert.At the in 4 shown large antifriction bearings 10 between gondola 4 and tower 8th is on separate support plates 18 as support segments 19 a support device 20 (see. 2 and 3 ) waived. Rather, the upper arm 17 " the caliper 17 so extended relative to the first embodiment that they are on the inner ring 12 of the slewing bearing 10 abut and support this. By all calipers 17 on the slewing bearing 10 between gondola 4 and tower 8th corresponding 4 are formed, a support device 20 created the inner ring 12 supported in sections. The distance d 1 is compared to the embodiment according to 1 to 3 increased.

Sowohl die Abstützbleche 18 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 bis 3 als auch die Bremssättel 17 des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 4 werden montiert, nachdem das Großwälzlager 10 zwar bereits an dem Maschinenträger 4' der Gondel 4, jedoch bevor es auch am Turm 8 befestigt wird. Die Montage der Abstützvorrichtung 20 erfolgt also in einem Zustand, in dem das Großwälzlager 10 unbelastet ist. Um sicherzustellen, dass im belasteten Zustand - also nachdem die Gondel 4 auf den Turm 8 aufgesetzt ist - unerwünschte und/oder ungleichmäßige Spannungen auftreten, werden die Abstützsegmente 19 - also die Abstützbleche 18 oder die Bremssättel 17 - derart montiert, dass ein Spalt mit vorgegebener Breite zwischen ihnen und dem Innenring 12 besteht. Der Spalt kann bei der Montage bspw. mit Hilfe einer Fühlerlehre überprüft werden und schließt sich im belasteten Zustand des Großwälzlagers 10.Both the support plates 18 of the first embodiment according to 1 to 3 as well as the calipers 17 of the second embodiment according to 4 be mounted after the slewing bearing 10 although already on the machine frame 4 'of the nacelle 4 , but before it also at the tower 8th is attached. The assembly of the supporting device 20 So takes place in a state in which the large roller bearing 10 is unloaded. To ensure that in the loaded condition - ie after the nacelle 4 on the tower 8th is attached - unwanted and / or uneven voltages occur, the support segments 19 - So the support plates 18 or the calipers 17 - mounted so that a gap of predetermined width between them and the inner ring 12 consists. The gap can be checked during assembly, for example. With the aid of a feeler gauge and closes in the loaded state of large roller bearing 10 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2014/0377039 A1 [0006, 0007]US 2014/0377039 A1 [0006, 0007]

Claims (11)

Windenergieanlage (1) umfassend ein Großwälzlager (10) mit Lochkreisen (11', 12') an dem Außen- und Innenring (11, 12) zur Befestigung des Großwälzlagers (10) an zwei zueinander drehbaren Komponenten (4, 8) der Windenergieanlage (1), sodass jeweils eine Komponente (8, 4) der Windenergieanlage an einer axialen Fläche des Außen- oder des Innenrings (11, 12) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer mit dem Außen- oder Innenring (11, 12) des Großwälzlagers (10) verbundenen ersten Komponente (4) der Windenergieanlage (1) eine Abstützvorrichtung (20) vorgesehen ist, die den mit der ersten Komponente (4) verbundenen Außen- oder Innenring (11, 12) des Großwälzlagers (10) in radialer Richtung wenigstens abschnittsweise abstützt, um belastungsabhängige Deformationen des Großwälzlagers (10) zu reduzieren.Wind energy plant (1) comprising a slewing bearing (10) with hole circles (11 ', 12') on the outer and inner rings (11, 12) for fastening the slewing bearing (10) to two mutually rotatable components (4, 8) of the wind turbine ( 1), so that in each case one component (8, 4) of the wind turbine rests against an axial surface of the outer or inner ring (11, 12), characterized in that at least one of the outer or inner ring (11, 12) of the Large rolling bearing (10) connected to the first component (4) of the wind turbine (1) is provided a support device (20), which connected to the first component (4) outer or inner ring (11, 12) of the large rolling bearing (10) in the radial direction at least partially supported to reduce load-dependent deformations of the large roller bearing (10). Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützvorrichtung (20) den Innenring (12) des Großwälzlagers (10) abstützt.Wind turbine after Claim 1 , characterized in that the supporting device (20) the inner ring (12) of the large rolling bearing (10) is supported. Windenergieanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Großwälzlager (10) das Azimutlager der Windenergieanlage (1) ist, wobei der Außenring (11) mit dem Turm (8) der Windenergieanlage (1) und der Innenring (12) mit der Gondel (4) der Windenergieanlage (1), vorzugsweise mit dem Maschinenträger (4') der Gondel (4), verbunden ist.Wind turbine after Claim 1 or 2 , characterized in that the large roller bearing (10) is the azimuth bearing of the wind turbine (1), wherein the outer ring (11) with the tower (8) of the wind turbine (1) and the inner ring (12) with the nacelle (4) of the wind turbine (1), preferably with the machine carrier (4 ') of the nacelle (4) is connected. Windenergieanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Turm (8) eine koaxial mit dem Großwälzlager (10) angeordnete ringförmige Bremsscheibe (16) vorgesehen ist, die von einer Vielzahl von an der Gondel (4) über den Umfang verteilt angeordneten, radial nach außen offene Bremssättel (17) mit zwei Armen (17") umgriffen wird, wobei der eine Arm (17") wenigstens eines Teils der Bremssättel (17) derart ausgeführt ist, dass er in einem abstützenden Kontakt mit dem Innenring (12) des Großwälzlagers (10) und somit Teil der Abstützvorrichtung (20) ist.Wind turbine after Claim 3 , characterized in that on the tower (8) coaxial with the large roller bearing (10) arranged annular brake disc (16) is provided, of a plurality of the nacelle (4) distributed over the circumference, radially outwardly open brake calipers ( 17) with two arms (17 ") is embraced, wherein the one arm (17") of at least a portion of the calipers (17) is designed such that it in a supporting contact with the inner ring (12) of the large rolling bearing (10) and thus part of the support device (20). Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützvorrichtung (20) ein oder mehrere Abstützbleche (18) umfasst, welche über den Umfang verteilt zur Abstützung mit dem Außen- oder Innenring (11, 12) des Großwälzlagers (10) anliegend sind, wobei das oder die Abstützbleche (18) vorzugsweise zwischen jeweils wenigstens einem Bremssattel (17) und der Komponente (4, 4'), an dem die Bremssättel (17) befestigt sind, angeordnet ist.Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting device (20) comprises one or more support plates (18) distributed over the circumference for support with the outer or inner ring (11, 12) of the large rolling bearing (10) are present wherein the one or more support plates (18) between each at least one caliper (17) and the component (4, 4 ') on which the brake calipers (17) are fixed, is arranged. Windenergieanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abstützblech (18) eine Dicke von 6-14 mm, vorzugsweise von 8-12 mm, weiter vorzugsweise von 10 mm aufweist und/oder wenigstens ein Abstützblech (18) derart gegenüber einem Bremssattels (17) angeordnet ist, dass es durch die Befestigungsmittel dieses Bremssattels (17) mit fixiert wird.Wind turbine after Claim 5 , characterized in that the at least one support plate (18) has a thickness of 6-14 mm, preferably of 8-12 mm, more preferably of 10 mm and / or arranged at least one support plate (18) relative to a brake caliper (17) is that it is fixed by the fastening means of this caliper (17). Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützvorrichtung (20) über den Umfang verteilt Druckschrauben an der mit dem Außen- oder Innenring (11, 12) verbundenen Komponente (4, 8) umfasst, die zur Abstützung in Kontakt mit dem Außen- oder Innenring (11, 12) bringbar sind.Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting device (20) distributed over the circumference pressure screws on the outer or inner ring (11, 12) connected to the component (4, 8), which for supporting in contact with the Outer or inner ring (11, 12) can be brought. Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d1) von der axialen Fläche des Außen- oder Innenrings (11, 12), an der die Komponente (4, 8) anliegt, und dem Bereich, in dem die Abstützvorrichtung (17", 20) an dem Außen- oder Innenring (11, 12) angreift, größer oder gleich dem Abstand (d2) zwischen diesem Bereich und der gegenüberliegenden axialen Fläche des Außen- oder Innenrings (11, 12) ist.Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the distance (d 1 ) from the axial surface of the outer or inner ring (11, 12) on which the component (4, 8) is applied, and the area in which the Support device (17 ", 20) on the outer or inner ring (11, 12) engages, greater than or equal to the distance (d 2 ) between this region and the opposite axial surface of the outer or inner ring (11, 12). Windenergieanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützvorrichtung (20) wenigstens zwei, vorzugsweise mehr als zehn getrennt voneinander montierbare und vorzugsweise individuell justierbare Abstützsegmente (19) aufweist.Wind energy plant according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting device (20) has at least two, preferably more than ten separately mountable and preferably individually adjustable support segments (19). Verfahren zur Montage eines Großwälzlagers (10) einer Windenergieanlage (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: a) Befestigung des Großwälzlagers (10) an der für die Abstützvorrichtung (20) vorgesehenen ersten Komponente (4, 4') der Windenergieanlage (1); b) Montage der Abstützvorrichtung (20) oder der Abstützsegmente (19) der Abstützvorrichtung (20) an der ersten Komponente (4, 4') der Windenergieanlage (1), sodass ein Spalt mit vorgegebener Breite zwischen Außen- oder Innenring (11, 12) des Großwälzlagers (10) und der Abstützvorrichtung (20) besteht; und c) Befestigung des Großwälzlagers (10) an der zweiten Komponente (8) der Windenergieanlage (1).Method for mounting a slewing bearing (10) of a wind energy plant (1) according to one of the preceding claims, comprising the steps: a) fixing the slewing bearing (10) on the for the support device (20) provided for the first component (4, 4 ') of the wind turbine (1); b) mounting the supporting device (20) or the supporting segments (19) of the supporting device (20) on the first component (4, 4 ') of the wind energy plant (1), so that a gap with a predetermined width between the outer or inner ring (11, 12 ) of the large roller bearing (10) and the supporting device (20); and c) fixing the large roller bearing (10) to the second component (8) of the wind turbine (1). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (b) die Justierung der Abstützvorrichtung (20) oder Abstützsegmente (19) und/oder das Überprüfen der Spaltbreite mit einer Fühlerlehre umfasst.Method according to Claim 10 , characterized in that step (b) comprises the adjustment of the support device (20) or support segments (19) and / or checking the gap width with a feeler gauge.
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