DE1077160B

DE1077160B - Kopfgetriebe fuer Windkraftanlagen

Info

Publication number: DE1077160B
Application number: DEW22548A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Wolf
Original assignee: KARL WOLF DIPL ING
Current assignee: KARL WOLF DIPL ING
Priority date: 1958-01-13
Filing date: 1958-01-13
Publication date: 1960-03-03

Description

Kopfgetriebe für Windkraftanlagen Die Erfindung bezieht sich auf Kopfgetriebe für Windkraftanlagen, bei welchen zwischen dem Windrad und der Abtriebswelle ein Zahnradübersetzungsgetriebe zwischengeschaltet ist, wobei das mit dem Windrad unmittelbar gekuppelte Triebrad mit zwei oder mehreren konzentrisch zur Windraddrehachse angeordneten Abtrieben im Eingriff steht und diese Abtriebe mit einem gemeinsamen Triehbrad kämmen, das mit der Turmabtriebswelle in Wirkungsverbindung steht, nach Patent 1009119. Sie hat das Ziel, daß in keiner Welle der konzentrischen Abtriebe eine kombinierte Biegungs- und Drehungsbeanspruchung auftritt.
Nach dem Hauptpatent sind die beiden Zahnräder jedes konzentrischen Abtriebs, welche mit dem Windrad- und dem Abtriebswellentriebrad kämmen, auf einer gemeinsamen Welle befestigt, die in zwei Lagern im Getriebegehäuse läuft. Die Lagerstellen der Welle sind dabei voreinander abhängig, und die Welle selbst wird auf Biegung (durch den Zahndruck) und auf Drehung (durch das Drehmoment), also kombiniert beansprucht.
Nach der Erfindung sind die obengenannten Zahnräder jedes Abtriebs getrennt und unabhängig voneinander gelagert und durch eine besondere Welle miteinander verbunden.
Ähnliche Ausführungsarten bei Zahnradgetrieben sind bekannt, wobei jedoch die Lagerung der Wellen nicht unabhängig voneinander ist und infolgedessen eine kombinierte Beanspruchung der Wellen auftritt.
Erfindungsgemäß wird eine kombinierte Beanspruchung der Wellen des Windkraftmaschinen-Kopfgetriebes vollständig behoben, wenn die unabhängig voneinander gelagerten Abtriebszahnräder, welche mit dem Windrad- und dem Abtriebswellentriebrad kämmen, mittels einer Welle so miteinander verbunden sind, daß diese Welle nur auf Verdrehung und die Lagerachsen der Abtriebszahnräder nur auf Biegung beansprucht werden.
Diese Ausführungsart ist für Zahnradgetriebe größerer Leistungen besonders vorteilhaft, wenn Abtriebe mit verhältnismäßig niedriger Drehzahl und mit einem großen Drehmoment vorhanden sind.
Führt man die Verbindungswelle der beiden Abtriebsz.ahnräder drehelastisch, z. B. als Drehstab aus, so werden im Getriebe auftretende Stöße gemildert. Bei mehrfachen Abtrieben wird eine gleichmäßige Lastverteilung für jeden Abtrieb erzielt, da sich Toleranzungenauigkeiten bei der Herstellung der Einzelteile und beim Zusammenbau überbrücken lassen und ein Verklemmen von Zähnen vermieden wird. Eine möglichst biegungsstabile Lagerung der Zahnräder ist erforderlich, damit ein einwandfreies Kämmen der Zähne gewährleistet ist. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Kopfgetriebe für Windkraftanlagen mit senkrechter Turmabtriebswelle, mit mehrfachen Drehzahlübersetzungsstufen und einer zwischengeschalteten Rutschkupplung; Fig. 2 zeigt ein Kopfgetriebe für den Antrieb eines elektrischen Generators.
In Fig. 1 ist mit 1 das Windrad bezeichnet. 2 ist die Welle des Windrades und 3 das unmittelbar damit gekuppelte Windradtriebrad, von dem mehrere Abtriebe abgehen. Gezeichnet sind nur zwei Abtriebe. 4 ist das mit dem Windradtriebrad 3 kämmende Abtriebszahnrad für die erste Drehzahlübersetzungsstufe, dessen Hohlachse in den Lagern 5 und 6 im Getriebegehäuse gelagert ist. 9 ist das mit dem Abtriebswellentriebrad 14 kämmende Abtriebszahnrad der zweiten Übersetzungsstufe jedes Abtriebs, dessen Hohlachse 10 in den Lagern 11 und 12 gelagert ist. Die beiden Zahnräder 4 und 9 sind also getrennt und unabhängig voneinander gelagert. 8 ist die als Drehstab ausgebildete Verbindungswelle der Zahnräder 4 und 9, deren Kupplungsstelle 7 mit dem Zahnrad 4 und deren Kupplungsstelle 13 mit dem Zahnrad 9 je in der Mittelebene der Abtriebsräder 4 und 9 liegt.
Auf diese Weise ist der Drehstab 8 biegungsfrei, und die Hohlachsen der Zahnräder 4 und 9 sind drehungsfrei gelagert. Keine Welle der konzentrischen Abtriebe ist kombiniert beansprucht.
Mit dem Triebrad 14 ist das Zahnrad 15 fest verbunden, welches mit dem Zahnritzel16 kämmt. Mit diesem Kitzel 16 ist das Zahnrad 17 fest verbunden, welches wiederum, wie das entsprechende Zahnrad 17a des zweiten Abtriebes, mit einem diesen beiden Rädern gemeinsamen Zahnrad 18 kämmt. Die Räder 16 und 17 sind auf der Hohlachse 10 des Rades 9 gelagert wie die Räder 16a und 17a auf der Hohlachse 10a des Rades 9a des zweiten Abtriebes.
Das Zahnrad 18 ist mit der Kupplungshälfte 19 der Rutschkupplung 20 fest verbunden. Die andere Hälfte 21 dieser Rutschkupplung 20 trägt das Tellerrad 22 des Kegelradtriebes. Rad 18 mit der Kupplungshälfte 19 und die Kupplungshälfte 21 mit dem Tellerrad 22 sind auf der Hohlachse 27 gelagert, die in den beiden Lagern 29 und 30 festgehalten ist.
Das Tellerrad 22 kämmt mit dem Kegelritzel 23, das mit dem Zahnrad 24 fest verbunden und auf dem Wellenzapfen 28 gelagert ist. Rad 24 kämmt mit einem Zahnrad 25, welches auf der senkrechten Turmabtriebswelle 26 befestigt ist. 31 ist der feststehende Turmdrehzapfen, durch den die Welle 26 führt und um den sich der drehbare Turmkopfteil, das Getriebegehäuse 32, bewegt.
Die mit den Zahlen 33 bis 36 bezeichneten Teile deuten Einrichtungen an, die zur Leistungsregelung der Anlage dienen.
In Fig.2 bedeutet die Zahl 51 das Windrad, 52 dessen Welle und 53 das Windradtriebrad, mit dem das Abtriebszahnrad 54 kämmt. Die Hohlachse des Zahnrades 54 ist in den beiden Lagern 55 und 56 biegungssteif gelagert. In eine Zahnkupplung 57 der Hohlnabe des Zahnrades 54 greift einer der beiden entsprechend verzahnten Köpfe eines Drehstabes 58 ein. Der andere Kopf des Drehstabs 58 greift in die Zahnkupplung 63 der Hohlachse 60 ein, mit welcher das Abtriebszahnrad 59 fest verbunden ist. Die Hohlachse 60 ist in den beiden Lagern 61 und 62 biegungssteif gelagert. Durch die beiden Zahnkupplungen 57 und 63 und den Drehstab 58 ist das Abtriebszahnrad 54 mit dem Rad 59 drehelastisch verbunden.
Das Rad 59 kämmt mit Rad 64, das mit dem Rad 65 verbunden ist. Das Rad 65 kämmt mit dem Ritzel 66, mit dem das Zahnrad 67 fest verbunden ist, und dieses Rad 67 kämmt mit dem Ritzel 68, welches mit der Kupplungshälfte 69 der Rutschkupplung 70 fest verbunden ist. Die andere Hälfte 71 dieser Rutschkupplung 70 trägt die Riemenscheibe 72 f'ür den Keilriementrieb 73 zum Antrieb des elektrischen Generators 74. 75 ist der feststehende hohle Turmdrehzapfen, durch den die Stromleitungen geführt werden können und um den sich der bewegliche Turmkopfteil 76 samt dem elektrischen Generator 74 drehen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kopfgetriebe für Windkraftanlagen, bei welchen zwischen dem Windrad und der Abtriebswelle ein Zahnradübersetzungsgetriebe zwischengeschaltet ist, wobei das mit dem Windrad unmittelbar gekuppelte Triebrad mit zwei oder mehreren konzentrisch zur Windraddrehachse angeordneten Abtrieben im Eingriff steht und diese Abtriebe mit einem gemeinsamen Triebrad kämmen, das mit der Turmabtriebswelle in Wirkungsverbindung steht, nach Patent 1009 119, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (4 und 9) jedes Abtriebs, welche mit dem Windrad- und dem Abtriebswellentriebrad kämmen, unabhängig voneinander gelagert und mittels einer Welle (8) so miteinander verbunden sind, daß die Welle (8) nur auf Verdrehung und die Lagerachsen der Abtriebszahnräder (4 und 9) nur auf Biegung beansprucht sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsstellen der Welle (8) mit den Abtriebszahnrädern (4 und 9) in deren Mittelebenen liegen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 942 980, 483 025, 507 871, 562 354, 893 49-9.