DE102017008797B4 - Device for additional securing, in particular rehabilitation, of a rotor main bearing housing in wind turbines and bearing housings by supporting the bearing housing - Google Patents
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- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
Vorrichtung zur Entlastung eines Rotorhauptlagergehäuses (1), wobei das Rotorhauptlagergehäuse (1) mittels Befestigungsbolzen (4) auf einem Grundrahmen (2) montiert ist und die Befestigungsbolzen (4) nach unten aus dem Grundrahmen (2) herausstehen, und wobei die Vorrichtung ein Stützelement (5) umfasst, das mithilfe von Spannmuttern (6) derart an den nach unten herausstehenden Befestigungsbolzen (4) montiert ist, dass es das Rotorhauptlagergehäuse (1) entgegen einer Schwerkraft abstützt.Device for relieving a rotor main bearing housing (1), the rotor main bearing housing (1) being mounted on a base frame (2) by means of fastening bolts (4) and the fastening bolts (4) protruding downwards from the base frame (2), and the device having a support element (5) which is mounted by means of clamping nuts (6) on the fastening bolts (4) protruding downwards in such a way that it supports the rotor main bearing housing (1) against gravity.
Description
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Sanierung von Rotorhauptlagergehäusen, diese sind in ihrer Geometrie dem Sondermaschinenbau zuzuordnen.The invention relates in particular to a renovation of rotor main bearing housings, the geometry of which can be assigned to special machine construction.
Am nächsten kommt ihnen ein so genanntes Stehlager.A so-called pedestal bearing comes closest to them.
Stehlager weisen eine geläufige Gehäusegeometrie auf, so dass sie auf einer Auflage stehen.Pillow block bearings have a common housing geometry so that they stand on a support.
Rotorhauptlagergehäuse können zwar dem geläufigen Stehlager am ehesten zugeordnet werden, weisen jedoch in ihrer Geometrie nur eine ähnliche Form auf in der das Lager eher hängt als steht.Although rotor main bearing housings can best be assigned to the common plummer block bearing, their geometry only has a similar shape in which the bearing hangs rather than stands.
Die Geometrie des Rotorhauptlagergehäuses ist den Zeichnungen zu entnehmen, sie fängt die Kräfte nicht auf dieselbe Weise ab wie ein Stehlager. Es haben nicht zwangsläufig alle Rotorhauptlagergehäuse eine solche Geometrie, doch auf diejenigen, die diese Form haben, bezieht sich die vorliegende Erfindung.The geometry of the rotor main bearing housing can be seen from the drawings, it does not absorb the forces in the same way as a pillow block bearing. Not all rotor main bearing housings necessarily have such a geometry, but those that do are the subject of the present invention.
Ein Rotorhauptlagergehäuse ist auf einem Grundrahmen zur Lagerung einer Hauptwelle die die Auflage- und Rotationskräfte des Rotors aufnimmt montiert.
Das Rotorhauptlagergehäuse muss axialen, radialen, und dynamischen Belastungen standhalten.
Unter rauen Umständen, und unter ständig wechselnden Bedingungen, sollen die anfallenden Kräfte dauerhaft aufgenommen werden.
Eine ständig anliegende Last, unabhängig vom Betrieb der Anlage, ist die Gewichtskraft der Rotorblätter, der Rotornarbe und die Hauptlagerwelle.A rotor main bearing housing is mounted on a base frame for supporting a main shaft which receives the bearing and rotational forces of the rotor.
The rotor main bearing housing must withstand axial, radial and dynamic loads.
Under harsh circumstances and under constantly changing conditions, the forces that occur should be absorbed permanently.
A constant load, independent of the operation of the turbine, is the weight of the rotor blades, the rotor hub and the main bearing shaft.
Nachteilig kann sich an derartigen Rotorhauptlagergehäusen eine Geometrie mit scharfen Kanten auswirken. Insbesondere dort wo evtl. mechanische Bearbeitung, Zwecks Anpassung des Gehäuses an den Rahmen stattgefunden hat. Nachteilig können sich dort entstehende Risse auswirken, die mit zunehmender Länge und Tiefe die Querschnittsflächen des tragenden Materials des Rotorhauptlagergehäuses vermindern.
Metall ist bekanntlich ein Kristall, und so sind erst einmal entstandene Risse, unter weiterer Belastung immer im Wachstum, wie ein Sprung in einer Scheibe.
Es ist davon auszugehen, dass bei sich verringernder Querschnittsfläche, die Risse, umso größer sie sind auch umso schneller wachsen, weiterhin auch damit, dass es schließlich zu einem Dauerbruch kommt.[0004] Da ein Austausch eines Rotorhauptlagergehäuses insbesondere durch den hohen Arbeits- und Materialaufwand an Windkraftanlagen mit sehr hohen Kosten verbunden ist, und im ungünstigsten Fall zu einem wirtschaftlichen Totalschaden führen kann, soll die hier vorliegende Erfindung Abhilfe schaffen. Aus der
It is a well-known fact that metal is a crystal, and so once cracks have formed, they always grow under further stress, like a crack in a disk.
It can be assumed that as the cross-sectional area decreases, the larger the cracks, the faster they grow, with the result that a fatigue fracture finally occurs.[0004] Since replacing a rotor main bearing housing is associated with very high costs, in particular due to the high amount of work and material used in wind turbines, and can lead to a total economic loss in the worst case, the present invention is intended to remedy the situation. From the
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Rotorhauptlagergehäuse von unten mit einem Gegenkraft zur vertikalen Schwerkraft zu entlasten, und die auftretenden Kräfte genau dort in den Grundrahmen einzuleiten wo sie bei der Konstruktion seitens des Herstellers eingeplant waren. Grundgedanke der Erfindung ist es, das beschriebe Rotorhauptlagergehäuse oder Lagergehäuse dieser in den
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Entlastung eines Rotorhauptlagergehäuses mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Sanierung eines Rotorhauptlagergehäuses mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.The object is achieved by a device for relieving a rotor main bearing housing with the features of
Bevorzugt können zwei der mittleren, innen liegenden Bolzen, die zur Befestigung des Lagergehäuses auf dem Grundrahmen dienen, gegen längere Bolzen oder Gewindestangen, mit denselben Gewindeabmessungen ausgetauscht werden.Two of the central, internal bolts, which are used to fasten the bearing housing to the base frame, can preferably be exchanged for longer bolts or threaded rods with the same thread dimensions.
Des Weiteren wird bevorzugt eine Stütztraverse an den nun existenten Gewinden, die von oben nach unten aus dem Grundrahmen herausstehen mittels Spannmuttern und Scheiben montiert.Furthermore, a support traverse is preferably mounted on the now existing threads, which protrude from the top down from the base frame, using clamping nuts and washers.
Zur Vergrößerung der Auflagefläche am unterem Bereich des Lagergehäuses ist bevorzugt ein radial angepasstes Passstück vorgesehen.A radially adapted fitting piece is preferably provided to increase the bearing surface on the lower region of the bearing housing.
Schließlich wird mittels eines errechneten Drehmoments die gewählte Entlastungskraft die für das Rotorhauptlagergehäuse durch das Anziehen der Spannmuttern eingeleitet die dann gegen Verdrehung gesichert werden.Finally, by means of a calculated torque, the selected relief force is introduced for the rotor main bearing housing by tightening the clamping nuts, which are then secured against twisting.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment which is particularly preferably configured in the drawings.
Es zeigen:
-
1 der Istzustand eines Rotorhauptlagergehäuses, das mittels zwölf Schrauben (hier nur vier zu sehen, siehe3 ) auf einen Rahmen geschraubt ist, und Anzeigen von Rissen an seinen neuralgischen Punkten aufweist. Des Weiteren ist die vertikale Dauergewichtslast mittels Pfeilen eingezeichnet. -
2 identisch wie in1 , jedoch mit der Erfindung betreffenden integrierten Vorrichtung. Zusätzlich wird eine Stütztraverse an langen Bolzen oder Gewindestangen, die gegen die Originalbolzen ausgetaucht wurden eingehängt. -
3 eine von oben perspektivische Ansicht des Rotorhauptlagergehäuses mit zwölf Sechskantschrauben zur Befestigung. -
4 eine von unten perspektivische Ansicht des Rotorhauptlagergehäuses, unterstützt durch Gewindestangen, Stütztraverse und Spannmuttern. -
5 einen Querschnitt in dem zusätzlich ein radial zum Gehäuse angepasstes Passstück zu sehen ist. -
6 ein radial zum Gehäuse angepasstes Passstück. Dieses Passstück kann auch aus mehreren Teilen bestehen die miteinander verbunden sind.
-
1 the actual state of a rotor main bearing housing, which is fastened with twelve screws (here only four can be seen, see3 ) is bolted to a frame, showing indications of cracks at its critical points. Furthermore, the vertical permanent weight load is indicated by arrows. -
2 identical as in1 , but with the invention related integrated device. In addition, a support beam is hung on long bolts or threaded rods that have been replaced with the original bolts. -
3 a top perspective view of the rotor main bearing housing with twelve hex head screws for attachment. -
4 a bottom perspective view of the rotor main bearing housing supported by threaded rods, support cross-member and locknuts. -
5 a cross-section in which a fitting piece adapted radially to the housing can also be seen. -
6 a fitting piece adapted radially to the housing. This adapter can also consist of several parts that are connected to each other.
Durch Anziehen der Spannmuttern 6 wird eine vertikal, der Schwerkraft entgegen gesetzte, gewünschte Entlastungskraft für das Rotorhauptlagergehäuse 1 einleitet, die durch die Stütztraverse 5 übertragen wird.
By tightening the
Außerdem ist eine Rippenverstärkung des Gehäuses von oben zu sehen.
In addition, a rib reinforcement of the housing can be seen from above.
Die Stütztraverse 5 kann auch aus mehren Teilen bestehen, damit eine Montage in engen Räumen möglich ist, oder weil sie dadurch, dass sie aus mehreren Teilen besteht auch besser die Kräfte aufnehmen kann.
Die Stütztraverse 5, kann sich auch mit zunehmenden genutzten Bolzen oder anderen genutzten Bolzen der Geometrie anpassen, jedoch erfüllt sie im Prinzip dieselbe Aufgabe.
Außerdem ist eine Rippenverstärkung des Gehäuses von unten zu sehen.
The
The
In addition, a rib reinforcement of the housing can be seen from below.
Eventuelle Zwischenräume zwischen Passstück und Gussgehäuse können mit z.B. Flüssigmetall durch einspritzen während der Montage ausgefüllt werden.
Dies dient dazu die Auflagekräfte gleichmäßig an der Lagergehäusemantelfläche zu verteilen.
Any gaps between the fitting piece and the cast housing can be filled with liquid metal, for example, by injecting it during assembly.
This serves to distribute the bearing forces evenly on the bearing housing lateral surface.
Bevorzugte Ausführungsformen:Preferred embodiments:
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, Rotorhauptlagergehäuse (1) und Lagergehäuse (1) mit der abgebildeten Geometrie in den Zeichnungen
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, die Stütztraverse (5) aus mehreren Teilen zusammenzustellen insbesondere durch zusammenstecken und verschrauben.In a preferred embodiment, it is provided that the supporting traverse (5) is assembled from several parts, in particular by plugging them together and screwing them together.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, an Rotorhauptlagergehäusen (1) und Lagergehäusen (1) Befestigungsbolzen (bevorzugt 4
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, zwischen Stütztraverse (5) und Lagergehäuse (1) (sichtbar in
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, den Zwischenraum zwischen Passstück (7) und Rotorlagergehäuse (1) mit Flüssigmetall oder anderen hochdruckfest aushärtenden Medien durch einspritzen während der Montage auszufüllen um Auflagekräfte gleichmäßig an der Lagergehäusemantelfläche zu verteilen.In a preferred embodiment, the space between the fitting piece (7) and the rotor bearing housing (1) is filled with liquid metal or other high-pressure-resistant hardening media by injection during assembly in order to distribute bearing forces evenly on the bearing housing lateral surface.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, Rotorhauptlagergehäuse von unten statt mit einer Stütztraverse (5) zu sichern, mit einem Stahlgurt, Flachstahl oder Metallprofil zu umspannen, um eine Unterstützung zu erwirken.In a preferred embodiment, the main rotor bearing housing is secured from below with a steel belt, flat steel or metal profile, instead of with a supporting traverse (5), in order to provide support.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, Rotorhauptlagergehäuse in der zuvor genannten Weise zu umspannen und zur Befestigung Befestigungsbolzen (4) gegen lange Schrauben oder Gewindestangen auszutauschen um diese für das Verschrauben von Stahlgurten, Flachstählen oder Metallprofilen zu verwenden die einerseits die Aufgabe haben das Lagergehäuse (1) zu unterstützen, und andererseits die entstehenden Kräfte in den Rahmen zu übertragen.In a preferred embodiment, provision is made to encircle the main rotor bearing housing in the aforementioned manner and to replace the fastening bolts (4) with long screws or threaded rods in order to use these for screwing together steel belts, flat steel or metal profiles, which on the one hand have the task of the bearing housing (1 ) and on the other hand to transfer the resulting forces into the frame.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Rotorhauptlagergehäuse / LagergehäuseRotor main bearing housing / bearing housing
- 22
- Grundrahmen / RahmenBase frame / frame
- 33
- Riss / Spannungsriss / DauerbruchCrack / stress crack / fatigue fracture
- 44
- Gewindestange / Schraube / BolzenThreaded Rod / Screw / Bolt
- 55
- Stütztraversesupport beam
- 66
- Spannmutterclamping nut
- 77
- Passstückfitting piece
Claims (8)
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DE102017008797.0A DE102017008797B4 (en) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | Device for additional securing, in particular rehabilitation, of a rotor main bearing housing in wind turbines and bearing housings by supporting the bearing housing |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102017008797.0A DE102017008797B4 (en) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | Device for additional securing, in particular rehabilitation, of a rotor main bearing housing in wind turbines and bearing housings by supporting the bearing housing |
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DE102017008797A1 DE102017008797A1 (en) | 2019-03-21 |
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WO2010045913A2 (en) | 2008-10-21 | 2010-04-29 | Aerodyn Energiesysteme Gmbh | Bearing housing for mounting the rotor shaft of a wind energy plant |
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-
2017
- 2017-09-15 DE DE102017008797.0A patent/DE102017008797B4/en active Active
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