DE3025563A1 - Power transmission for windmill - has wind impeller driven hydraulic pump connected in closed circuit with motor at power using point - Google Patents

Power transmission for windmill - has wind impeller driven hydraulic pump connected in closed circuit with motor at power using point

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DE3025563A1 DE19803025563 DE3025563A DE3025563A1 DE 3025563 A1 DE3025563 A1 DE 3025563A1 DE 19803025563 DE19803025563 DE 19803025563 DE 3025563 A DE3025563 A DE 3025563A DE 3025563 A1 DE3025563 A1 DE 3025563A1
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Abstract

The arrangement transmits the power generated by a wind-driven impeller (2) to a user point (4). It comprises a hydraulic pump (8) which is driven by the impeller and produces a fluid flow to a hydraulic motor (9) at the user point. The pump and motor are pref. connected (11,12) in a closed circuit (13). The connecting lines (11,12) pref. contain a rotatable coupling (14) to permit rotation of the windmill head (6). The circuit may contain an arrangement (16) to maintain a pre-determined pressure in the return line (12) comprising an impeller-driven pump (17) connected with this line and a pressure control valve (21).

Description

Kraftübertragungseinrichtung für Windmotoren Power transmission device for wind motors

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eraftübertragungseinrichtung für Windmotoren.The present invention relates to a power transmission device for wind motors.

Bekanntlich bestehen Windmotoren aus einem vom Wind angetriebenen Drehflügel und einer Übersetzung, mit der äe nach Bedarf die Bewegung des Drehflügels auf einen Verbraucher übertragen werden kann.As is well known, wind motors consist of one driven by the wind Rotary vane and a translation with which the movement of the rotary vane as required can be transferred to a consumer.

Solche Übersetzungen sind erforderlich, weil der Drehflügel sich normalerweise in einem beträchtlichen Abstand vom Erdboden befindet, wo der Verbraucher untergebracht ist, und weil der Drehflügel mit Winkelgeschwindigkeiten und Drehmomenten arbeitet, die im allgemeinen nicht dem Verbraucher angepaßt sind, der größere Winkelgeschwindigkeiten und kleinere Drehmomente verlangt, als sie für den Drehflügel typisch sind.Such translations are required because the rotary wing is normally located at a considerable distance from the ground where the consumer is housed is, and because the rotary vane works with angular velocities and torques, which are generally not adapted to the consumer, the greater angular velocities and requires smaller torques than are typical for the rotary vane.

Diese Kraftübertragungseinrichtungen, die die Verbindung zwischen dem Drehflügel und dem Verbraucher herstellen bei Überbrückung des dazwischenliegenden Abstands und gleichzeitig das gewünschte Übersetzungsverhältnis gewährleisten, sind bis heute von mechanischer Art und umfassen eine Vielzahl von Vorgelegewellen, die im allgemeinen miteinander durch Eegelräderpaare sowie durch Untersetzungsgetriebe bzw. Geschwindigkeitswandler verbunden sind. Solche Übersetzungen sind mit unterschiedlichen technischen Nachteilen behaftet, darunter hauptsächlich Geräuschbildung, Schwingungen, höhere Wartungskosten und geringe Leistung.These power transmission devices that make the connection between the rotary leaf and the consumer produce when bridging the intermediate Distance and at the same time ensure the desired transmission ratio are til today mechanical in nature and include a variety of countershafts, which are generally connected to one another by means of Eegelradpaare as well as by reduction gears or speed converter are connected. Such translations are with different technical disadvantages, including mainly noise, vibrations, higher maintenance costs and low performance.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Kraftübertragungseinrichtung zu schaffen, die derartige strukturelle und funktionelle Merkmale aufweist, daß die vorgenannten Nachteile nach dem bekannten Stand der Technik ausgeräumt werden. Die Aufgabe wird gelöst durch eine von dem Drehflügel angetriebene Pumpe zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdruckes sowie einen Hydraulikmotor, der von der Druckflüssigkeit gespeist und dadurch in Drehung versetzt wird, um seinerseits den Verbraucher äe nach Bedarf anzutreiben.The object on which the present invention is based is to provide a power transmission device that is such structural and functional Has features that the aforementioned disadvantages according to the known prior art be cleared out. The object is achieved by one driven by the rotary vane Pump for generating a fluid pressure and a hydraulic motor, which is operated by the hydraulic fluid is fed and thereby set in rotation, in turn to drive the consumer as needed.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles ersichtlich, das in der Zeichnung dargestellt ist und eine schematische Ansicht eines Windmotors darstellt, der mit einer Übersetzung entsprechend der Erfindung ausgerüstet ist.Further features and advantages of the invention are evident from the following Description of an embodiment shown in the drawing and is a schematic view of a wind engine with a translation is equipped according to the invention.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Windmotor bezeichnet, der einen durch den Wind angetriebenen Drehflügel 2 sowie eine über setzung 3 besitzt, mit der der Antrieb vom Drehflügel 2 auf einen schematisch dargestellten Verbraucher 4 übertragen werden kann. Der Drehflügel 2 ist auf einer Welle 5 verkeilt, die um eine im wesentlichen horizontalen Achse innerhalb eines Drehkopfes 6 drehbar gelagert ist, wobei letzterer auf einer Trägerkonstruktion 7 so angeordnet ist, daß er sich auf Wälzlagern 8 um eine senkrechte Achse entsprechend der Windrichtung drehen kann.In the drawing, 1 denotes a wind motor, the one through the wind-driven rotary vane 2 and a translation 3 has with which the Transfer the drive from the rotary vane 2 to a consumer 4 shown schematically can be. The rotary vane 2 is wedged on a shaft 5 around a substantially horizontal axis is rotatably mounted within a rotary head 6, the latter is arranged on a support structure 7 so that it is on roller bearings 8 to can rotate a vertical axis according to the direction of the wind.

Die Übersetzung 3 umfaßt eine im Drehkopf 8 angeordnete und von der Welle 5 des Drehflügels 2 angetriebene Pumpe 8, die dazu dient, einen Hydraulikdruck zu erzeugen sowie einen durch diese Druckflüssigkeit gespeisten Hydraulikmotor 9, der dadurch in Drehung versetzt wird, um seinerseits den Verbraucher 4 anzutreiben, mit dem er über eine Kupplung, schematisch gekennzeichnet durch eine gestrichelte Linie 10, verbunden ist . Pumpe 8 und Hydraulikmotor 9 sind durch Rohrleitungen 11 und 12 für die Zu- bzw. Ableitung verbunden, so daß sie einen geschlossenen Kreislauf 13 bilden, in dem sich die Flüssigkeit in Richtung der Pfeile f bewegt.The translation 3 comprises a arranged in the rotary head 8 and of the Shaft 5 of the rotary vane 2 driven pump 8, which is used to generate a hydraulic pressure to generate as well as a hydraulic motor 9 fed by this pressure fluid, which is thereby set in rotation in order to drive the consumer 4, with which he has a coupling, indicated schematically by a dashed line Line 10, is connected. Pump 8 and hydraulic motor 9 are through pipes 11 and 12 connected for the supply and discharge lines, so that they form a closed circuit 13 form in which the liquid moves in the direction of arrows f.

Im Verlauf der Leitungen 11 und 12 ist ein drehbarer Kollektor 14 üblicher Bauart vorgesehen, um eine Drehbewegung des Drehkopfes 6 auf der Trägerkonstruktion 7 zu ermöglichen, ohne spezielle, z.B. flexible Leitungen, verwenden zu müssen.In the course of the lines 11 and 12 there is a rotatable collector 14 Conventional design provided to a rotary movement of the rotary head 6 on the support structure 7 without having to use special, e.g. flexible cables.

Die Ubersetzung 3 umfaßt ferner einen Behälter 15 für die Flüssigkeit, die vorzugsweise aus bl eines für ölhydraulische Kreise geeigneten Typs besteht, und einen Druckkreis 16, um einen festgelegten Druckwert in der Rückleitung 12 aufrechtzuerhalten; dieser Kreis enthält eine Zusatzpumpe 17 kleinerer Abmessungen, die von der Welle 5 des Drehflügels 2 unter Zwischenschaltung eines an sich bekannten Drehzahlwandlers 18 angetrieben wird, dessen Übersetzungsverhältnis beim Ausführungsbeispiel vorteilhaft, aber nicht notwendigerweise, gleich 10 ist.The transmission 3 further comprises a container 15 for the liquid, which preferably consists of bl of a type suitable for oil hydraulic circuits, and a pressure circuit 16 for maintaining a predetermined pressure level in the return line 12; this circuit contains an additional pump 17 of smaller dimensions, driven by the shaft 5 of the rotary vane 2 with the interposition of a speed converter known per se 18 is driven, the transmission ratio of which is advantageous in the exemplary embodiment, but not necessarily equal to 10.

Die Pumpe 17 saugt die Blüs-sigkeit über die Leitung 19 aus dem Behälter 15 und fördert sie über die Leitung 20 in die Rückleitung 12. Der Kreis 16 umfaßt ferner enn Druckregelventil 21, das in die Leitung 12 eingeschaltet und auf einen festgelegten Druckwert geeicht ist.The pump 17 sucks the liquid from the container via the line 19 15 and conveys it via the line 20 into the return line 12. The circle 16 includes also enn pressure control valve 21, which is switched into line 12 and on a specified pressure value is calibrated.

Die Leitungen 11 und 12 sind unter sich über ein Sicherheitsventil 22 verbunden, welches den Übergang der Flüssigkeit aus der Leitung 11 in die Leitung 12 erlaubt, sobald der Flüssigkeitsdruck in der Leitung 11 einen vorbestimmten Sicherheitswert übersteigt.The lines 11 and 12 are among themselves via a safety valve 22 connected, which is the transition of the liquid from the line 11 in the line 12 allowed as soon as the liquid pressure in the line 11 has reached a predetermined safety value exceeds.

Die Leitungen 11 und 12 sind miteinander durch einen handbetätigten Absperrschieber 23 verbunden, der normalerweise geschlossen ist. Der Absperrschieber 23 wird bei Anlauf des Windmotors geöffnet, und geschlossen, wenn der Drehflügel seine volle Drehzahl erreicht hat. Auf diese Weise kann der Drehflügel im Leerlauf, also auch bei geringer Windgeschwindigkeit, zum Anlaufen gebracht werden.The lines 11 and 12 are connected to each other by a hand-operated Gate valve 23 connected, which is normally closed. The gate valve 23 is opened when the wind motor starts, and closed when the rotary vane has reached its full speed. In this way, the rotary vane can idle, So even at low wind speeds, can be brought to a start.

Eine Sammelleitung 24, die sich in einem Schieberkasten 25 in zwei wechselseitig beschickte Leitungen 26 und 27 verzweigt, führt die Überlaufflüssigkeit vom Ventil 21 über die filter 28 und 29 in den Behälter 15 zurück.A manifold 24, which is in a valve body 25 in two alternately charged lines 26 and 27 branched, carries the overflow liquid from the valve 21 via the filters 28 and 29 back into the container 15.

Für die Kühlung der Flüssigkeit ist ein Wärmetauscher 30 in der Leitung 24 eingeschaltet.A heat exchanger 30 is in the line for cooling the liquid 24 switched on.

Die Pumpe 8, der Hydraulikmotor 9 und die Ventile 21 und 22 sind mit Leckflüssigkeitsleitungen versehen, insgesamt gekennzeichnet mit 31, die in die Leitung 24 einmünden.The pump 8, the hydraulic motor 9 and the valves 21 and 22 are with Provided case drain lines, identified as a whole with 31, which are in the Line 24 open.

Vorteilhafterweise ist auf der Welle 5 des Drehflügels eine Übersetzung 32 angebracht für den Antrieb eines Generators an sich bekannter Bauart, der mit 33 bezeichnet ist. Dieser dient dazu, die elektrische Energie für eventuelle Hilfseinrichtungen zur Signalgebung und Steuerung zu liefern.Advantageously, there is a translation on the shaft 5 of the rotary vane 32 attached for driving a generator of known type, which is with 33 is designated. This serves to generate the electrical energy for any auxiliary equipment for signaling and control.

Vorzugsweise ist der Hydraulikmotor 9 von der Bauart mit veränderlichem Hubraum, und mit hier nicht gezeigten, da konventionellen, Mitteln ausgerüstet um den Hubraum entsprechend einem Regelsignal zu verändern.Preferably, the hydraulic motor 9 is of the variable type Cubic capacity, and equipped with means, not shown here, because they are conventional to change the displacement according to a control signal.

Dadurch besteht die Möglichkeit, den Verbraucher mit konstanter vorbestimmter Winkelgeschwindigkeit anzutreiben, auch wenn die Winkelgeschwindigkeit des Drehflügels sich ändert.This makes it possible to provide the consumer with a constant predetermined Drive angular velocity, even if the angular velocity of the rotary vane changes.

Sowohl der Verbraucher 4, als auch der Hydraulikmotor 9 können zu ihrem Antrieb auch in weiterer Entfernung von der Trägerkonstruktion 7 aufgestellt werden, da die Leitungen 11 und 12 nach Bedarf leicht verlängert werden können.Both the consumer 4 and the hydraulic motor 9 can their drive set up at a further distance from the support structure 7 because the lines 11 and 12 can be easily extended as needed.

Der Verbraucher 4 kann auch aus einer Vielzahl von Verbrauchern bestehen, die å jeweils von einem aus einer Vielzahl von Hydraulikmotoren aufgebauten Hydraulikmotor 9 angetrieben werden, die alle an die Leitungen 11 und 12, zum Beispiel parallel, angeschlossen sind.The consumer 4 can also consist of a large number of consumers, each of which is powered by a hydraulic motor made up of a large number of hydraulic motors 9 are driven, all of which are connected to lines 11 and 12, for example in parallel, are connected.

Die Übersetzung nach der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, daß sie äußerst geräuscharm ist, praktisch keine Wartung braucht und mit hoher Leistung arbeitet. Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß von dem Windmotor Verbraucher unterschiedlicher Art angetrieben und in ihrer Drehzahl gesteuert werden können.The translation according to the present invention has the advantage that it is extremely quiet, requires practically no maintenance and has high performance is working. Another advantage is given by the fact that consumers from the wind motor can be driven in different ways and controlled in their speed.

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Claims (7)

Ansprüche ö Kraftübertragungseinrichtung für Windmotoren, zur über tragung der Bewegung vom Windmotor-Drehflügel auf den Verbraucher, gekennzeichnet durch eine von dem Drehflügel (2) angetriebene Pumpe (8), um einen Plüssigkeitsdruck zu erzeugen und durch einen Hydraulikmotor (9), der von der Druckflüssigkeit gespeist und dadurch in Drehung versetzt wird, um seinerseits den Verbraucher (4) anzutreiben. Claims ö power transmission device for wind motors, to over transmission of the movement from the wind motor rotary vane to the consumer by a pump (8) driven by the rotary vane (2) to generate a fluid pressure to generate and by a hydraulic motor (9), which is fed by the pressure fluid and is thereby set in rotation in order in turn to drive the consumer (4). 2. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (8) und der Hydraulikmotor (9) an Zu- und Ableitungen (11, 12) angeschlossen sind, so daß ein geschlossener Kreislauf gebildet wird. 2. Power transmission device according to claim 1, characterized in that that the pump (8) and the hydraulic motor (9) are connected to supply and discharge lines (11, 12) are so that a closed circuit is formed. 3. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Verbindungsleitungen (11, 12) zwischen Pumpe (8) und Motor (9) ein Drehkollektor (14) vorgesehen ist. 3. Power transmission device according to claim 2, characterized in that that in the connecting lines (11, 12) between pump (8) and motor (9) a rotary collector (14) is provided. 4. Kraftübertragungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Druckkreis (16) umfaßt, um in der Rückleitung (12) einen vorbestimmten Druckwert einzuhalten, der eine von der Welle (5) des Drehflügels (2) angetriebene und an die Rückleitung (12) angeschlossene Pumpe (17) sowie ein Druckregelventil (21) besitzt, das in die Rückleitung (12) eingeschaltet ist.4. Power transmission device according to claims 1 and 2, characterized characterized in that it comprises a pressure circuit (16) to in the return line (12) to maintain a predetermined pressure value, one of the shaft (5) of the rotary vane (2) driven pump (17) connected to the return line (12) and a Has pressure control valve (21) which is switched into the return line (12). 5. Xraftübertragungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Ableitungen (11, 12) durch ein Sicherheitsventil (22) verbunden sind.5. Xraft transmission device according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the supply and discharge lines (11, 12) through a safety valve (22) are connected. 6. Kraftübertragungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Ableitungen (11, 12) durch einen normalerweise geschlossenen Absperrschieber (23) verbunden sind, der für das Anlaufen des Drehflügels (2) im Leerlauf geöffnet werden kann.6. Power transmission device according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the supply and discharge lines (11, 12) through a normally closed Gate valve (23) are connected, which is used for starting the rotary vane (2) in the Idle can be opened. 7. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor (9) von der Bauart mit veränderlichem Hubraum ist, und Mittel vorgesehen sind um den Hubraum entsprechend einem Regelsignal zu verändern.7. Power transmission device according to claim 1, characterized in that that the hydraulic motor (9) is of the variable displacement type, and means are provided to change the displacement according to a control signal.
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