DE202005016021U1

DE202005016021U1 - Pitch adjuster transmission for wind turbine rotor has planetary drive for adjustment independently of turbine rotation

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Publication number: DE202005016021U1
Application number: DE202005016021U
Authority: DE
Original assignee: CA ENGINEERING und SERVICE GMB; CA ENGINEERING und SERVICE GmbH
Current assignee: CA ENGINEERING und SERVICE GMB; CA ENGINEERING und SERVICE GmbH
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2015-10-13

Abstract

The pitch adjustment transmission for a wind turbine rotor (1) has a mechanism (3) moving around the main axis and having two halves which contra-rotate. One half is connected to the turbine blade (2) and has planet wheels engaging with a pinion of the other half to adjust the wheel. There is a transfer gear engaging with the planetary drive meshing with the other half (4) of the mechanism.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen um eine Hauptachse drehbaren Gelenkmechanismus mit einer ersten und einer zweiten Gelenkhälfte, welche gegeneinander drehbar sind, wobei die zweite Gelenkhälfte mindestens ein Bauteil aufweist, welches rotierend oder translatorisch und unabhängig von der Rotation des gesamten Mechanismus mittels eines separaten Antriebes antreibbar ist.The The present invention relates to a rotatable about a major axis Articulated mechanism with a first and a second joint half, which are mutually rotatable, wherein the second hinge half at least a component which is rotating or translational and independent of the rotation of the entire mechanism by means of a separate drive is drivable.

Es sind viele Anwendungsfälle bekannt, bei denen ein Gelenkmechanismus der gattungsgemäßen Art benötigt wird. Beispielhaft sei hier auf eine Windkraftanlage verwiesen, bei der am oberen Ende eines Mastes, der eine Gelenkhälfte eines Gelenkmechanismus darstellt, ein um eine Hauptachse drehbarer Rotor als zweite Gelenkhälfte angeordnet ist und dabei mindestens zwei Rotorblätter aufweist, die ihrerseits zur optimalen Ausnutzung vorherrschender Windverhältnisse entsprechend gegenüber der anströmenden Luft angestellt werden müssen. Insoweit wären hier die beiden Rotoren als diejenigen Bauteile zu bezeichnen, welche unabhängig von der Rotation des gesamten Mechanismus mittels eines separaten Antriebes antreibbar gestaltet sein müssen.It are many use cases known in which a hinge mechanism of the generic type needed becomes. By way of example, reference is made here to a wind power plant, at the top of a mast, which is a joint half of a Hinge mechanism, a rotatable about a major axis rotor as second joint half is arranged and thereby has at least two rotor blades, in turn for optimum utilization of prevailing wind conditions accordingly to the oncoming Air must be hired. in this respect would be here to designate the two rotors as those components which independently from the rotation of the whole mechanism by means of a separate Drive must be drivable designed.

Selbstverständlich sind viele andere technische Anwendungen solcher Gelenkmechanismen denkbar, beispielsweise im Maschinenbau, bei dem Aufbau von Roboterarmen, um nur einige Anwendungsbeispiele allgemein zu nennen.Of course they are many other technical applications of such joint mechanisms are conceivable, For example, in mechanical engineering, in the construction of robot arms, to give just a few application examples in general.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gelenkmechanismus der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der sich durch einen einfachen und unkomplizierten Aufbau und insbesondere auch durch die Möglichkeit auszeichnet, dass mindestens ein Bauteil des Gelenkmechanismus auch während der Rotation des gesamten Gelenkmechanismus angetrieben und verstellt werden kann.Of the present invention is based on the object, a hinge mechanism of the generic type to create, characterized by a simple and uncomplicated Structure and in particular also characterized by the possibility that at least one component of the hinge mechanism also during the Rotation of the entire joint mechanism driven and adjusted can be.

Eine Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die zweite Gelenkhälfte mit Planetenrädern versehen ist, welche von einem Zahnrad des von der ersten Gelenkhälfte ausgehenden Antriebes für das Bauteil antreibbar sind und mit einem verzahnten Übertragungsglied kämmen, welches andererseits mit Planentenrädern eines Abtriebsgliedes kämmt und die Planetenräder des Abtriebsgliedes auf einem verzahnten Bereich der ersten Gelenkhälfte abrollen und das Abtriebsglied mit einem Antriebsglied des Bauteiles gekoppelt ist.A solution this task is that the second joint half with planetary gears is provided, which of a gear of emanating from the first half of the joint Drive for the component can be driven and with a toothed transmission element comb, which on the other hand with Planentenrädern an output member combs and the planet wheels of the output member to roll on a toothed portion of the first joint half and the output member coupled to a drive member of the component is.

Durch eine derartige Konstruktion kann das mindestens eine Bauteil sowohl bei stillstehendem Gelenkmechanismus wie auch während dessen Rotation beliebig verstellt werden, ohne dass es hierzu aufwendiger und komplizierter Übertragungsteile und/oder Antriebsteile für das zusätzliche Bauteil bedarf.By Such a construction may include the at least one component both with stationary joint mechanism as well as during its rotation arbitrarily be adjusted without this complicated and complicated transmission parts and / or Drive parts for the extra Component required.

Eine weitere, gleichwertige Konstruktion löst die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass die zweite Gelenkhälfte mit Planetenrädern versehen ist, welche einerseits auf einem verzahnten Bereich der ersten Gelenkhälfte abrollen und andererseits mit einem verzahnten Übertragungsglied kämmen und dass über einen von der ersten Gelenkhälfte ausgehenden Antrieb mittels eines Zahnrades Planetenräder eines Abtriebsgliedes antreibbar sind, wobei die Planetenräder des Abtriebsgliedes andererseits mit dem verzahnten Übertragungsglied kämmen und das Abtriebsglied mit einem Antriebsglied des Bauteiles gekoppelt ist.A another, equivalent construction solves the problem of the invention in that the second joint half with planet wheels is provided, which on the one hand on a toothed area of the first joint half Roll on the other hand and mesh with a toothed transmission link and that on a from the first joint half outgoing drive by means of a gear planetary gears a Output member are driven, the planetary gears of the On the other hand, the driven member mesh with the toothed transmission member and the output member coupled to a drive member of the component is.

Auch für eine derartige konstruktive Lösung gelten die oben genannten Vorteile.Also for one Such constructive solution apply the above advantages.

Als im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegend werden selbstverständlich auch kinematische Umkehrungen der beiden Lösungsansätze gesehen, da selbstverständlich die als Abtriebsglieder und Antriebsglieder bezeichneten Bauteile funktions- oder wirkungsmäßig vertauscht werden können.When in the context of the present invention are of course also kinematic reversals of the two approaches, since of course the as output members and drive links designated components function or functionally reversed can be.

Ein besonders elegante und letztendlich auch platzsparende Bauart wird erreicht, wenn der von der ersten Gelenkhälfte ausgehende Antrieb für das Bauteil beide Gelenkhälften durchtritt.One particularly elegant and ultimately space-saving design achieved when the outgoing from the first half of the drive drive for the component both joint halves passes.

Insbesondere bei rotierend antreibbarem Bauteil kann es vorteilhaft sein, wenn das Abtriebsglied des Antriebes als Zahnrad ausgebildet ist und mit einem als Ritzel ausgebildeten Antriebsglied des Bauteiles kämmt. Hierdurch wird eine nahezu spielfreie Drehbewegung des Bauteiles ermöglicht, was insbesondere von großer Bedeutung ist, wenn das Bauteil in relativ kleinen Schritten in eine bestimmte Position gedreht werden soll oder muss.Especially With a rotatably drivable component, it may be advantageous if the output member of the drive is designed as a gear and with a trained as a pinion drive member of the component meshes. hereby a virtually backlash-free rotational movement of the component is made possible which is especially great Meaning is when the component in relatively small steps in a certain position should or must be rotated.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Further Features of the invention are the subject of further subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.embodiments The invention are in the attached Drawings are shown and will be described in more detail below.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine perspektivische Darstellung eines Rotorkopfes einer Windkraftanlage mit einem eingebauten, erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus 1 a perspective view of a rotor head of a wind turbine with a built-in joint mechanism according to the invention

2 eine perspektivische Sprengbilddarstellung eines erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus, bei dem eine Gelenkhälfte ein unabhängig von der Rotation des Gelenkmechanismus antreibbares Bauteil aufweist 2 a perspective exploded view of a hinge mechanism according to the invention, in which a hinge half driven independently of the rotation of the hinge mechanism Component has

3 eine gegenüber 2 vergrößerte Darstellung des Gelenkmechanismus mit Andeutung der Drehrichtungen seiner Elemente bei nicht angetriebenen Bauteil 3 one opposite 2 enlarged view of the hinge mechanism with an indication of the directions of rotation of its elements with non-driven component

4 eine der 3 entsprechende Darstellung mit Angabe der Drehrichtung der bei einem Antrieb des Bauteiles bewegten Elemente 4 one of the 3 corresponding representation with indication of the direction of rotation of the moving elements in a drive of the component

5 eine der 2 entsprechende Sprengbilddarstellung eines Gelenkmechanismus nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung 5 one of the 2 corresponding exploded view of a hinge mechanism according to another embodiment of the invention

6 eine der 3 entsprechende Darstellung des Gelenkmechanismus gemäß 5 6 one of the 3 corresponding representation of the hinge mechanism according to 5

7 eine der 4 entsprechende Darstellung des Gelenkmechanismus gemäß 5 7 one of the 4 corresponding representation of the hinge mechanism according to 5

8 eine der 2 entsprechende Darstellung eines Gelenkmechanismus nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung 8th one of the 2 corresponding representation of a hinge mechanism according to another embodiment of the invention

9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus in einer der 8 entsprechenden Darstellung 9 a further embodiment of a hinge mechanism according to the invention in one of 8th corresponding representation

10 eine perspektivische Sprengbilddarstellung eines Gelenkmechanismus nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung 10 a perspective exploded view of a hinge mechanism according to another embodiment of the invention

11 eine Sprengbilddarstellung eines Gelenkmechanismus nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung 11 an exploded view of a hinge mechanism according to another embodiment of the invention

In 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt ein Rotorkopf einer Windkraftanlage bezeichnet, der in an sich bekannter und deshalb nicht weiter dargestellter Weise rotierend am Mast einer Windkraftanlage angeschlossen ist. Der Rotorkopf 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mit insgesamt drei Rotorblättern 2 ausgestattet. Diese Rotorblätter 2 drehen sich im Normalbetrieb durch anströmende Luft um eine horizontale Achse. In Abhängigkeit von der aktuellen Anströmgeschwindigkeit der Luft ist zur optimalen Ausnutzung der Strömungsgeschwindigkeit ein Anstellen der Rotorblätter 2 in eine bestimmte Position gegenüber der Luftströ mung erforderlich. Das heißt, die Rotorblätter 2 müssen in gewissen Grenzen um ihre eigene Längsachse gedreht werden können.In 1 is with the reference numeral 1 overall designates a rotor head of a wind turbine, which is connected in a known per se and therefore not shown manner rotating on the mast of a wind turbine. The rotor head 1 is in the illustrated embodiment with a total of three rotor blades 2 fitted. These rotor blades 2 rotate in normal operation by incoming air around a horizontal axis. Depending on the current flow velocity of the air is for optimal utilization of the flow velocity, a pitch of the rotor blades 2 in a certain position relative to the Luftströ tion required. That is, the rotor blades 2 must be able to be rotated within certain limits around their own longitudinal axis.

Hierfür wird ein weiter unten ausführlich beschriebener Gelenkmechanismus 3 verwendet, der im weitesten Sinne aus einer ersten und in diesem Falle auch als ortsfest zu bezeichnenden Gelenkhälfte 4 und einer zweiten Gelenkhälfte 5 sowie den Rotorblättern 2 als an der zweiten Gelenkhälfte 5 angeschlossenen Bauteilen besteht. Dies geht aus den 2 bis 4 aufgrund der dort gewählten vereinfachten Darstellungsweise besonders deutlich hervor.For this purpose, a hinge mechanism described in detail below 3 used, in the broadest sense of a first and in this case as stationary to be designated joint half 4 and a second joint half 5 as well as the rotor blades 2 as at the second joint half 5 connected components. This is from the 2 to 4 due to the simplified representation chosen there particularly clearly.

Die erste Gelenkhälfte 4 wäre – bezogen auf den Rotorkopf 1 gemäß 1 – dem Mast der Windkraftanlage zuzuordnen, die demgegenüber drehbare zweite Gelenkhälfte 5 hingegen dem rotierenden Rotorkopf 1. Dabei trägt die bewegliche Gelenkhälfte 5 – wiederum bezogen auf das Anwendungsbeispiel nach 1 – insgesamt drei „Bauteile" 2, die unabhängig von der Drehachse der beiden Gelenkhälften 4 und 5, die in den 2 bis 4 mit dem Bezugszeichen 6 versehen ist, rotierend antreibbar sind.The first joint half 4 would be - based on the rotor head 1 according to 1 - Assign to the mast of the wind turbine, on the other hand rotatable second hinge half 5 however, the rotating rotor head 1 , Hereby the movable joint half carries 5 - again with reference to the application example 1 - a total of three "components" 2 independent of the axis of rotation of the two joint halves 4 and 5 that in the 2 to 4 with the reference number 6 is provided, are driven in rotation.

Um die Rotorblätter 2 – oder allgemein ausgedrückt – von der Drehung des Gelenkmechanismus 3 unabhängig antreibbare Bauteile 2 in eine Rotationsbewegung zu versetzen, ist beim Ausführungsbeispiel nach den 2 bis 4 ein Antrieb vorgesehen, der aus einem Kegelradgetriebe 7, einer hiermit verbundenen und die beiden Gelenkhälften 4 und 5 durchtretenden Welle 8 sowie einem Zahnrad 9 besteht, welches wiederum mit der Welle 8 fest verbunden ist. Die bewegliche Gelenkhälfte 5 ist mit aus Kegelrädern bestehenden Planetenrädern 5a ausgestattet, welche von dem Zahnrad 9 des Antriebes antreibbar sind. Andererseits kämmen die Planetenräder 5a mit einem verzahnten Übertragungsglied 10, welches andererseits mit Planetenrädern 11a eines Abtriebsgliedes 11 des Antriebes kämmt. Zur Seite der ortsfesten Gelenkhälfte 4 hin gesehen rollen die Planetenräder 11a des Abtriebsgliedes 11 auf einem verzahnten Bereich 4a der festen Gelenkhälfte 4 ab.To the rotor blades 2 - or in general terms - of the rotation of the hinge mechanism 3 independently drivable components 2 in a rotational movement, is in the embodiment of the 2 to 4 a drive provided, consisting of a bevel gear 7 , one hereby connected and the two joint halves 4 and 5 passing wave 8th and a gear 9 which in turn is with the wave 8th is firmly connected. The movable joint half 5 is with planetary gears consisting of bevel gears 5a equipped, which of the gear 9 of the drive can be driven. On the other hand, the planetary gears mesh 5a with a toothed transmission element 10 , which on the other hand with planet wheels 11a an output member 11 of the drive meshes. To the side of the fixed joint half 4 The planetary gears roll 11a of the output member 11 on a toothed area 4a the fixed joint half 4 from.

Das Abtriebsglied 11 ist in seinem äußeren Randbereich und auf der der beweglichen Gelenkhälfte 5 zugewandten Seite wieder mit einer kegelradartigen Verzah nung 11b ausgestattet und kämmt mit einem Kegelrad 2a, welches als Antriebsglied für das mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete Bauteil dient.The output member 11 is in its outer edge area and on the movable joint half 5 facing side again with a bevel gear toothing 11b equipped and meshes with a bevel gear 2a , which serves as a drive member for the reference numeral 2 designated component is used.

Dabei sind die Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Übertragungsglied 10 einerseits sowie den Planetenrädern 5a und 11a andererseits und zwischen den Planetenrädern 5a und dem Zahnrad 9 identisch.The transmission ratios between the transmission element are 10 on the one hand and the planet wheels 5a and 11a on the other hand and between the planet wheels 5a and the gear 9 identical.

Wird also bei dem beschriebenen Gelenkmechanismus 3 die bewegliche Gelenkhälfte 5 gegenüber der ortsfesten Gelenkhälfte 4 in Rotation versetzt, und zwar durch den in 3 mit B bezeichneten Drehrichtungspfeil im Uhrzeigersinn, rollen die Planetenräder 5a auf dem Zahnrad 9, welches stillsteht, ab. Gleichzeitig wird durch die Planetenräder 5a das Übertragungsglied 10 in Rotation versetzt, und zwar ebenso wie die bewegliche Gelenkhälfte 5 im Uhrzeigersinn, gekennzeichnet durch den Pfeil C in 3. Durch die mit dem Übertragungsglied 10 kämmenden und auf dem verzahnten Bereich 4a der ortsfesten Gelenkhälfte abrollenden Planetenräder 11a wird außerdem das Abtriebsglied 11 des Antriebes in Rotation versetzt, wiederum in Richtung des Uhrzeigersinnes, markiert durch den Drehrichtungspfeil D in 3. Da die Übersetzungsverhältnisse – wie oben erläutert – hierbei identisch sind, findet hierbei keine Relativbewegung zwischen dem Abtriebsglied 11b des Antriebes und dem Antriebsglied 2a statt, so dass sich das Bauteil 2 in einem derartigen Falle nicht bewegt.Is so in the described hinge mechanism 3 the movable joint half 5 opposite the stationary joint half 4 set in rotation, by the in 3 Clockwise rotation direction arrow B, the planet gears roll 5a on the gear 9 which is resting. At the same time, the planetary gears 5a the transmission link 10 set in rotation, as well as the movable joint half 5 clockwise, indicated by the arrow C in 3 , By the with the transmission link 10 combing and on the toothed area 4a the stationary hinge half rolling planetary gears 11a also becomes the output link 11 the drive in rotation, in turn in the clockwise direction, marked by the direction of rotation arrow D in 3 , Since the gear ratios - as explained above - are identical here, there is no relative movement between the output member 11b of the drive and the drive member 2a instead, so that the component 2 not moved in such a case.

Wird hingegen, wie in 4 dargestellt, der Antrieb eingeschaltet wird, über das Kegelgetriebe 7, die Welle 8, das Zahnrad 9 letztendlich das Abtriebsglied 11 mit einer höheren oder niedrigern Drehzahl angetrieben als die bewegliche Gelenkhälfte 5. Diese Drehzahldifferenz führt dann zu einer Relativbewegung zwischen dem Abtriebsglied 11 und der beweglichen Gelenkhälfte, so dass es zu einer rotativen Bewegung des Antriebsgliedes 2a des Bauteiles 2 und somit zu einer rotierenden Bewegung dieses besagten Bauteiles 2 kommt. Hierbei ist unterstellt, dass der gesamte Gelenkmechanismus 3 sich selbst in Rotation befindet. Steht hingegen der gesamte Lenkmechanismus 3 still, wird durch den vorerwähnten Antrieb je nach Antriebsdrehrichtung die besagte Relativbewegung zwischen Abtriebsglied 11 und Antriebsglied 2a des Bauteiles 2 bewirkt. 4 macht durch die Drehrichtungspfeile C sowie D und E, welche dem Übertragungsglied 10, dem Abtriebsglied 11 sowie dem Zahnrad 9 zugeordnet sind, deutlich, dass ohne weiteres ein Drehrichtungswechsel zwischen dem Übertragungsglied 10 und dem Abtriebsglied 11 herbeigeführt werden kann, der letztendlich dann zu einer Betätigung des Antriebsgliedes 2a des Bauteiles 2 führt. Es ist einleuchtend, dass dieser Drehrichtungswechsel in beide Richtungen möglich ist, so dass ein Bauteil 2 beliebig in die eine oder andere Drehrichtung angetrieben werden kann. Dies ist unabhängig von der Frage, ob der gesamte Gelenkmechanismus 3 rotiert oder insgesamt still steht.Will, however, as in 4 shown, the drive is turned on, via the bevel gear 7 , the wave 8th , the gear 9 ultimately the output element 11 driven at a higher or lower speed than the movable joint half 5 , This speed difference then leads to a relative movement between the output member 11 and the movable hinge half, causing it to rotate the drive member 2a of the component 2 and thus to a rotating movement of said component 2 comes. It is assumed that the entire joint mechanism 3 yourself in rotation. By contrast, is the entire steering mechanism 3 Silent, by the aforementioned drive, depending on the driving direction of rotation, the said relative movement between the output member 11 and drive member 2a of the component 2 causes. 4 makes through the direction of rotation arrows C and D and E, which the transfer member 10 , the output member 11 as well as the gear 9 are assigned, clearly that easily a change of direction between the transmission element 10 and the output member 11 can be brought about, which then ultimately to an actuation of the drive member 2a of the component 2 leads. It is obvious that this change of direction is possible in both directions, so that a component 2 can be driven arbitrarily in one or the other direction of rotation. This is independent of the question of whether the entire joint mechanism 3 rotates or stands still.

Da der Antrieb im wesentlichen durch die beiden Gelenkhälften 4 und 5 hindurchgeführt ist, ergibt sich durch die in den 2 bis 4 gezeigte Konstruktion auch eine platzsparende und elegante Bauweise.As the drive essentially through the two hinge halves 4 and 5 passed through, results from the in the 2 to 4 construction shown also a space-saving and elegant construction.

In den 5 bis 7 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei dem die bewegliche Gelenkhälfte 5 der festen Gelenkhälfte 4 unmittelbar gegenüberliegt. Dabei ist die bewegliche Gelenkhälfte 5 wiederum mit Planetenrädern 5a versehen, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel einerseits auf dem verzahnten Bereich 4a der festen Gelenkhälfte 4 abrollen und andererseits mit dem Übertragungsglied 10 kämmen. Das Abtriebsglied 11, welches wiederum mit Planetenrädern 11a ausgestattet ist, kämmt mit seinem äußeren, verzahntem Bereich 11b mit dem Antriebsglied 2a für das anzutreibende Bauteil 2.In the 5 to 7 an embodiment of the invention is shown in which the movable hinge half 5 the fixed joint half 4 directly opposite. Here is the movable joint half 5 again with planet wheels 5a provided, according to this embodiment, on the one hand on the toothed area 4a the fixed joint half 4 unroll and on the other hand with the transmission link 10 comb. The output member 11 , which in turn uses planetary gears 11a equipped, meshes with its outer, toothed area 11b with the drive member 2a for the component to be driven 2 ,

Die Planetenräder 11a des Abtriebsgliedes 11 stehen auf der dem Übertragungsglied 10 abgewandten Seite im Eingriff mit dem Zahnrad 9, welches über das Kegelradgetriebe 7 und die Welle 8 unabhängig von der Rotation des Gelenkmechanismus 3 insgesamt antreibbar ist.The planet wheels 11a of the output member 11 stand on the transfer link 10 opposite side in engagement with the gear 9 , which via the bevel gear 7 and the wave 8th regardless of the rotation of the joint mechanism 3 Total is drivable.

Trotz dieses vom Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 4 abweichenden Aufbaues ergibt sich hier die gleiche Funktionsweise wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Ist der Antrieb für das zusätzliche Bauteil 2 nicht betätigt, rotieren gegebenenfalls die Gelenkhälfte 5, das Übertragungsglied 10 und Abtriebsglied 11 in gleicher Drehrichtung und mit gleicher Drehzahl, so dass eine Drehung des Antriebsgliedes 2a und somit eine Betätigung des Bauteiles 2 nicht erfolgt. Erst dann, wenn das Kegelradgetriebe 7 und somit der gesamte Antrieb betätigt werden, kommt es wiederum zu einer Relativbewegung zwischen dem Ab triebsglied 11 und der beweglichen Gelenkhälfte 5 und somit zu einem bewussten Betätigen des Antriebsgliedes 2a für das anzutreibende Bauteil 2. Dabei kann das Antriebsglied 2a selbstverständlich wieder beliebig in beiden Drehrichtungen betätigt werden, abhängig davon, wie das Abtriebsglied 11 in Relation zur beweglichen Gelenkhälfte 5 rotiert.Despite this from the embodiment of the 1 to 4 Deviating structure results here the same operation as in the previously described embodiment. Is the drive for the additional component 2 not actuated, if necessary, rotate the joint half 5 , the transmission link 10 and output member 11 in the same direction of rotation and at the same speed, so that a rotation of the drive member 2a and thus an actuation of the component 2 not happened. Only then when the bevel gear 7 and thus the entire drive are actuated, it comes again to a relative movement between the Ab drive member 11 and the movable joint half 5 and thus to a deliberate actuation of the drive member 2a for the component to be driven 2 , In this case, the drive member 2a Of course, again arbitrarily operated in both directions, depending on how the output member 11 in relation to the movable joint half 5 rotates.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel durchtritt der Antrieb für das Bauteil 2 die beiden Gelenkhälften 4 und 5 mit dem Vorteil der besonders kompakten Bauweise.Also in this embodiment passes through the drive for the component 2 the two joint halves 4 and 5 with the advantage of a particularly compact design.

In den 6 und 7 ist wieder eine Darstellungsweise des Gelenkmechanismus 3 gemäß Ausführungsbeispiel nach 5 gewählt, die den Darstellungen der 3 und 4 entsprechen.In the 6 and 7 is again a representation of the hinge mechanism 3 according to the embodiment according to 5 chosen the representations of the 3 and 4 correspond.

In 8 ist angedeutet, dass die Planetenräder 5a der beweglichen Gelenkhälfte 5 und 11a des Abtriebsgliedes 11 auch als Stirnräder ausgebildet sein könnten, die dann mit einem entsprechend stirnverzahnten Übertragungsglied 10 kämmen, während die Planetenräder 11a des Abtriebsgliedes 11 andererseits noch auf einem stirnverzahnten Bereich 4b der ortsfesten Gelenkhälfte 4 abrollen. Die 9 zeigt einen alternativen Aufbau eines Gelenkmechanismus 3, der darin besteht, dass die Krafteinleitung in den Antrieb für ein Bauteil 2 statt über ein Kegelradgetriebe 7 auch über einen angedeuteten Bowdenzug 7a erfolgen kann.In 8th is implied that the planetary gears 5a the movable joint half 5 and 11a of the output member 11 could also be designed as spur gears, which then with a correspondingly front-toothed transmission member 10 comb while the planetary gears 11a of the output member 11 on the other hand still on a front-toothed area 4b the fixed joint half 4 roll. The 9 shows an alternative construction of a hinge mechanism 3 which is that the introduction of force into the drive for a component 2 instead of a bevel gear 7 also over an indicated Bowden cable 7a can be done.

Zusätzlich geht aus 9 hervor, dass das Bauteil 2 alternativ auch translatorisch angetrieben werden kann, in Abweichung zu den vorher gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen.In addition, goes out 9 that the component 2 Alternatively, it can also be driven translationally, in deviation from the previously gezeig th and described embodiments.

Eine weitere Alternative für eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus 3 ergibt sich aus 10. Hier wird die Krafteinleitung in den Antriebsbereich für das bewegliche Bauteil 2 über einen Kurbeltrieb 7b herbeigeführt, ebenso kann der Antrieb für das Bauteil 2 kurbeltriebartig abgenommen werden.Another alternative for an embodiment of a hinge mechanism according to the invention 3 turns out 10 , Here, the force is introduced into the drive area for the moving component 2 via a crank mechanism 7b brought about, as well as the drive for the component 2 be removed crank-like manner.

Schließlich zeigt die 11 noch einen Gelenkmechanismus 3, bei dem die Krafteinleitung in den Antrieb über einen Zugmitteltrieb 7 erfolgen kann, bei spielsweise über einen Riementrieb, einen Zahnriementrieb oder einen Kettentrieb. Entsprechend kann das antreibbare Bauteil 2, in 11 nicht separat dargestellt, an einem Trum 12a eines das Abtriebsglied 11 umschlingenden beliebigen Zugmitteltriebes 12 angeschlossen und entsprechend translatorisch antreibbar sein.Finally, the shows 11 another joint mechanism 3 , in which the force is introduced into the drive via a traction drive 7 can be done, for example, via a belt drive, a toothed belt drive or a chain drive. Accordingly, the drivable component 2 , in 11 not shown separately, on a strand 12a one the output member 11 Entangling any traction drive 12 be connected and driven according translationally.

Selbstverständlich kann bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen auch eine kinematische Umkehr zwischen den Antriebs- und Abtriebsgliedern des Gelenkmechanismus erfolgen.Of course you can in all illustrated embodiments also a kinematic reversal between the drive and output links of the Joint mechanism done.

Ebenso ist es denkbar, beide Gelenkhälften 4 und 5 rotierend zu lagern, so dass nicht notwendigerweise von einer ortsfesten Gelenkhälfte 4 gesprochen werden muss. Diese Gelenkhälfte 4 kann selbstverständlich auch um die Gelenkachse 6 rotierend gelagert sein.It is also conceivable, both joint halves 4 and 5 to store rotating, so not necessarily from a fixed joint half 4 must be spoken. This joint half 4 Of course, it can also be about the joint axis 6 be stored rotating.

In der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen ist als Anwendungsfall für einen erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus der Rotorkopf 1 einer Windkraftanlage zugrunde gelegt worden. Selbstverständlich kann ein erfindungsgemäßer Gelenkmechanismus auch in vielen anderen technischen Anwendungsbereichen mit Erfolg verwendet werden, es sei beispielsweise nur auf entsprechende Roboterarme oder Konstruktionen verwiesen, bei denen vergleichbare Bewegungsverhältnisse gegeben und erwünscht sind.In the present description and the drawings, as an application for a hinge mechanism according to the invention, the rotor head 1 a wind turbine. Of course, a hinge mechanism according to the invention can also be used successfully in many other technical fields of application, for example, reference is made only to corresponding robot arms or constructions in which comparable movement conditions are given and desired.

Claims

To a main axis rotatable hinge mechanism ( 3 ) with a first (4) and a second joint half ( 5 ) which are rotatable relative to each other, wherein the second joint half ( 5 ) at least one component ( 2 ), which is rotating or translational and independent of the rotation of the entire mechanism ( 3 ) is drivable by means of a separate drive, characterized in that the second joint half ( 5 ) with planetary gears ( 5a ) provided by a gear ( 9 ) of the first joint half ( 4 ) outgoing drive for the component ( 2 ) are drivable and with a toothed transmission element ( 10 ), which on the other hand with planet wheels ( 11a ) of a driven member ( 11 ) meshes and the planetary gears ( 11a ) of the output member ( 11 ) on a toothed area ( 4a ) of the first joint half ( 4 ) and the output member ( 11 ) with a drive member ( 2a ) of the component ( 2 ) is coupled.

To a main axis rotatable hinge mechanism ( 3 ) with a first (4) and a second joint half ( 5 ) which are rotatable relative to each other, wherein the second joint half ( 5 ) at least one component ( 2 ), which is rotating or translational and independent of the rotation of the entire mechanism ( 3 ) is drivable by means of a separate drive, characterized in that the second joint half ( 5 ) with planetary gears ( 5a ), which on the one hand on a toothed area ( 4a ) of the first joint half ( 4 ) and on the other hand with a toothed transmission element ( 10 ) and that over one of the first joint half ( 4 ) outgoing drive by means of a gear ( 9 ) Planet gears ( 11a ) of a driven member ( 11 ) are driven, the planetary gears ( 11a ) of the output member ( 11 ) on the other hand with the toothed transmission element ( 10 ) and the output member ( 11 ) with a drive member ( 2a ) of the component ( 2 ) is coupled.

Articulation mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the introduction of force into the drive for the component ( 2 ) via a bevel gear ( 7 ) he follows.

Articulation mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the introduction of force into the drive of the component ( 2 ) via a Bowden cable ( 7a ) he follows.

Articulation mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the introduction of force into the drive of the component ( 2 ) via a crank mechanism ( 7b ) he follows.

Articulation mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the introduction of force into the drive for the component ( 2 ) via a traction mechanism drive ( 7c ) in the form of a belt drive, toothed belt drive, chain drive or the like.

Articulation mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary gears ( 5a . 11a ), the transmission element ( 10 ), the toothed area ( 4a ) and the gear ( 9 ) are formed as bevel gears.

Articulation mechanism according to one of claims 1 to 6, characterized in that the planet gears ( 5a . 11a ), the toothed area ( 4a ) and the transmission element ( 10 ) as well as the gear ( 9 ) are designed as spur gears.

Articulation mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the drive for the component ( 2 ) the two joint halves ( 4 and 5 ) passes through.

Articulation mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the drive member ( 2a ) for the rotating drive of the component ( 2 ) is designed as a bevel gear.

Articulation mechanism according to one of claims 1 to 9, characterized in that the drive member for translational drive of the component ( 2 ) a Bowden cable, a Trum ( 12a ) of a traction mechanism drive ( 12 ) or the like.