DE3528672C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für eine Wind­ kraftmaschine mit einer drehbar gelagerten Nabe, wobei die Lagerung eine Axiallagerung aufweist, mit einem mit­ telbar an der Nabe gelagerten Außenring und mit in einem Bereich zwischen der Nabe und dem Außenring angeordneten Rotorblättern.

Es sind bereits Rotoren der obengenannten Art bekannt, wel­ che insbesondere bei Strömungsmaschinen für einen von strömungsführenden ortsfesten Gehäusen unbeeinflußten Ein­ satz in einem Strömungsmedium, insbesondere für eine Wind­ kraftmaschine Verwendung finden. Um bei derartigen Wind­ kraftmaschinen einen wirtschaftlichen Betrieb zu gewährlei­ sten, ist es nötig, einen entsprechend groß dimensionierten Rotor zu bauen. Es wurden, vor allem im Hinblick auf alter­ native Möglichkeiten der Energiegewinnung bereits die ver­ schiedensten Ausgestaltungen derartiger Rotoren vorge­ schlagen und unter praktischen Bedingungen getestet. Der gemeinsame Nachteil, mit dem die bisher bekannten Rotoren behaftet sind, ist hauptsächlich darin zu suchen, daß die Rotoren wegen der geforderten mechanischen Festigkeit eine sehr große Masse aufweisen. Diese hohe Masse wiederum verur­ sacht, bedingt durch die entstehenden Kreiseleffekte, eine überaus starke Belastung der Lager, welche trotz einge­ hender Berechnungen nur schwer im voraus abschätzbar sind. Dies führt zum Scheitern vieler Erprobungen von großen Windanlagen. Ein weiteres Problem derartiger Rotoren sind die Unwuchten der sich drehenden Komponenten. Insbesondere bei großen Rotoren ist es praktisch unmöglich, diese vor ihrem Einbau in ein entsprechendes Windkraftwerk auszu­ wuchten. Ein Auswuchten im eingebauten Zustand ist wegen der Größe des Rotors und der vielfältigen Einflußgrößen und Störfaktoren praktisch unmöglich. Aus diesem Grund sind bekannte Rotoren bei höheren Drehzahlen ausgesprochen in­ stabil, so daß z. B. bei höheren Windgeschwindigkeiten der Rotor eines Windkraftwerkes stillgesetzt werden muß.

Aus der US-PS 36 95 780 ist ein Rotor bekannt, welcher bei einem Helikopter oder einem ähnlichen Flugzeug verwendet werden soll. Der Rotor weist einen mittelbar an einer Nabe gelagerten Außenring auf, welcher koaxial zur Nabe ange­ ordnet ist. In dem Zwischenbereich zwischen dem Außenring und der Nabe sind mehrere Rotorblätter angeordnet. Der Außenring ist mittels mehrerer Zugspeichen mit der Nabe verbunden. Die Nabe ist am Ende einer angetriebenen Welle befestigt. Auch bei diesem Rotor treten bei erhöhter Dreh­ geschwindigkeit Kreiselkräfte und -momente auf, deren Be­ herrschung ausgesprochen aufwendig, wenn nicht gar unmög­ lich, wird. Als besonders nachteilig erweist sich die aus­ kragende Lagerung des Rotors am Ende der drehbaren Welle. Dadurch werden weitere Momente hervorgerufen, welche zu einer Präzession des durch den Rotor gebildeten Kreisels führen.

Aus der CH-PS 4 37 924 ist ein Ringturbinengebläse bekannt, welches einen axial zu einer Nabe angeordneten, diese um­ gebenden Schaufelträger 16, 52, 70 aufweist. Der Schaufel­ träger ist mittels mehrerer Speichen 22, 54, 66 mit der Nabe verbunden. Diese Gesamtanordnung der Speichen, der Nabe und des Schaufelträgers entspricht, wie auch in Spalte 3, Zeilen 40 folgende der Beschreibung der CH-PS 4 37 924 aufgeführt ist, der aus einem Fahrrad bekannten Anordnung. Dabei ist insbe­ sondere zu erwähnen, daß der Schaufelträger 16, 52, 70 ein­ stückig in Form eines festen Ringes ausgebildet ist. Weiter­ hin muß betont werden, daß die Speichen 22, 54, 66 nicht flexibel ausgestaltet sind, sondern ganz im Gegenteil dazu aus einem hochfesten Material, beispielsweise aus Stahl- oder Klaviersaitendraht gefertigt sind (siehe auch Spalte 4, Zeilen 13 bis 15). Die reine Bezeichnung "Draht" im Hinblick auf die Speichen läßt keinerlei Rückschluß auf flexible Eigenschaften erkennen, da es für den bewanderten Fachmann üblich ist, endlos hergestelltes Vollmaterial mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt ganz allgemein als Draht zu bezeichnen. Deshalb kann aus dieser Bezeichnung eine im Hinblick auf die Verwendung des Rotors "flexible" Eigenschaft in keiner Weise geschlossen werden.

Die US-PS 28 55 179 offenbart eine Turbine, welche ein ko­ axial zu einer Nabe angeordnetes, ringförmiges Band 5 auf­ weist. das Band 5 ist mittels Speichen 3 an der Nabe 1 ge­ lagert. Auch bei dieser Entgegenhaltung besteht das Band 5 aus einem in sich geschlossenen Ring, welcher einstückig ausgebildet ist. Zwischen der Nabe 1 und dem Band 5 sind mehrere Rotorblätter 6 angeordnet, welche an der Turbine, d. h. insbesondere an dem Band 5 befestigt sind. Die Be­ festigung erfolgt dadurch, daß die jedem Rotorblatt zuge­ ordnete Speiche diese durchdringt, das Band 5 umgreift und durch dasselbe Rotorblatt wieder zur Nabe zurückge­ führt wird. Jede der Speichen 3 bildet somit eine einzelne, im Hinblick auf das Rotorblatt und das Band in sich ge­ schlossene Schlaufe. Dies ergibt sich insbesondere aus Spalte 2, Zeile 1 bis 7 der Beschreibung der US-PS 28 55 179. Die Turbine weist weiterhin ein inneres Band 7 auf, welches ebenfalls einstückig ausgebildet ist und gegen die radial inneren Enden der Rotorblätter anliegt. Das innere Band 7 bildet, wie in Spalte 2, Zeilen 22 bis 30 ausgeführt ist, eine elastische Stütze und dient somit nicht der Befestigung der Rotorblätter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher einfach, leicht und stabil aufgebaut ist und welcher eine derartige Lage­ rung ermöglicht, daß die auftretenden Kreiseleffekte zur Lagestabilisierung des Rotors verwendet werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Außenring in Umfangsrichtung aus mehreren Bogenabschnit­ ten zusammengesetzt ist und im wesentlichen in der Dreh­ ebene der Axiallageranordnung angeordnet ist und daß die Bogenabschnitte des Außenringes mittels flexibler Zugele­ mente, welche die Bogenabschnitte in Umfangsrichtung zu­ mindest zum Teil umgreifen, verspannt sind, wobei ein Endbereich jedes flexiblen Zugelements an einem Träger­ ring befestigt ist.

Der erfindungsgemäße Rotor für eine Windkraftmaschine zeichnet sich durch erhebliche Vorteile aus. Der Außenring ist in Umfangsrichtung aus mehreren Bogenabschnitten zu­ sammengesetzt, wobei der Begriff Bogenabschnitte nicht in körperlicher Hinsicht verstanden werden muß. Vielmehr ist der Außenring in mehrere ideale Bogenabschnitte unterteil­ bar. Die Anordnung des Außenrings im wesentlichen in der Drehebene der Axiallageranordnung ermöglicht es, die auf­ tretenden Kreiseleffekte in optimaler Weise auf die Dreh­ achse oder Drehwelle und damit auf die Aufhängung des Rotors zu übertragen. Zusätzliche Biegemomente oder zusätzliche Momente, welche zu einer unkontrollierten Präzession des Rotors führen könnten, können auf diese Weise vermieden werden. Ein weiterer erheblicher Vorteil des erfindungsge­ mäßen Rotors liegt darin, daß die Bogenabschnitte des Außen­ ringes mittels flexibler Zugelemente, welche die Bogenab­ schnitte zumindest zum Teil umgreifen und an einem Träger­ ring befestigt sind, verspannt sind. Auf diese Weise ist es möglich, auch einen Rotor mit sehr großem Durchmesser so an der Nabe zu lagern, daß Unwuchten während des Laufes des Rotors ausgeglichen werden, so daß sich dieser selbst aus­ wuchtet und somit einen ruhigen, einwandfreien Lauf ge­ währleistet. Damit ist die Belastung der Lager auf ein Minimum reduziert. Die Verspannung des Außenringes bzw. seiner Bogenabschnitte führt weiterhin zu einer sehr stabilen Gesamtgestaltung des Rotors, da die Bogenabschnitte von den flexiblen Zugelementen zumindest zum Teil umgriffen sind und somit die auftretenden Zentrifugalkräfte über die flexiblen Zugelemente auf den Trägerring abgeleitet werden können.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Rotors ist dadurch gegeben, daß der Trägerring einstückig mit der Nabe ausgebildet ist und daß der Außenring mittels mehrerer Druckelemente und flexibler Zugelemente an der Nabe gelagert ist, und daß jedes flexible Zugelement im Bereich der Be­ festigung des jeweiligen Druckelementes an dem Außenring in Umfangsrichtung umgelenkt ist und an einem der in Umfangs­ richtung benachbarten Bogenabschnitte des Außenrings befestigt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung ist es möglich, den Rotor in einfachster Weise unter Verwendung handelsüblicher genormter Bauteile aufzubauen. Weiterhin zeichnet sich der Rotor durch ein sehr geringes Gesamtgewicht aus. Die einstückige Ausbildung des Trägerrings mit der Nabe ge­ währleistet eine höchstmögliche Festigkeit der gesamten Konstruktion. Durch die Verwendung von Druckelementen und Zugelementen ist es möglich, diese besonders gewichtsspa­ rend zu dimensionieren und insbesondere deren Befestigung an der Nabe und am Außenring in besonders einfacher Weise auszugestalten. Durch die Umlenkung des jeweiligen flexiblen Zugelements und durch dessen Befestigung an einem benachbar­ ten Bogenabschnitt des Außenringes wird die Festigkeit des Außenringes weiter erhöht, ohne daß es nötig ist, diesen selbst mit höherer Festigkeit auszubilden.

Eine günstige Ausgestaltung ist weiterhin dadurch gegeben, daß die Befestigung des benachbarten Bogenabschnittes des Außenringes oder daß die Befestigung des jeweiligen Zugelementes am Umlenkbereich des übernächsten Bogenabschnitts des Außenringes erfolgt. In Abhängigkeit von der Dimensionierung des Rotors und seines Außenringes kann es sich als vorteilhaft er­ weisen, die Befestigung des jeweiligen Zugelementes in einer der beiden genannten Weisen vorzunehmen. Dabei kann das zusätzliche Umgreifen eines weiteren Bogenabschnitts des Außenringes zu einer weiteren Erhöhung der Gesamtstabilität führen und den selbständig erfolgenden Auswuchtvorgang weiter verbessern.

Ein koaxial zum Außenring angeordneter, aus Bogenabschnitten aufgebauter Innenring, zwischen welchem die Rotorblätter angeordnet sind, kann sich ebenfalls als vorteilhaft er­ weisen. In diesem Fall sind die Rotorblätter nicht bis in den Bereich der Nabe angeordnet, so daß die Lagerung des Rotors frei zugänglich bleibt.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Rotors ist weiterhin dadurch gegeben, daß der Trägerring in Form eines koaxial zum Außenring angeordneten, aus mehreren Bogenabschnitten bestehenden Innenrings aus­ gebildet ist, daß die Rotorblätter zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet sind, daß der Innenring mit­ tels mehrerer Druckelemente und flexibler Zugelemente an der Nabe gelagert ist und daß die einzelnen Bogenabschnitte des Außenrings und des Innenrings mittels mehrerer flexibler Zugelemente miteinander verbunden sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung bilden der Außenring, die Rotorblätter sowie der als Innenring ausgebildete Trägerring eine in sich stabile Konstruktion, welche zusätzlich zu den bereits oben beschriebenen Vorteilen den weiteren Vorteil aufweist, daß das Gewicht des Rotors weiter reduziert werden kann. Weiterhin ist es möglich, den Rotor unabhängig von der Nabe vorzufertigen und ihn erst am Einbauort mittels der Druckelemente und Zugelemente an der Nabe zu lagern.

Die Befestigung des jeweiligen flexiblen Zugelements am Außenumfang eines Bogenabschnitts des Außenringes und am Innenum­ fang eines Bogenabschnitts des Innenringes zu einem fast vollständigen Umgreifen der jeweiligen Bogenabschnitte. Dadurch wird die Stabilität des Gesamtsystems nochmals wesentlich erhöht.

Als vorteilhaft erweist es sich auch, daß das Druckelement und das Zugelement an ihrem radial äußeren Bereich an einem Träger gelagert sind, der mit dem Innenring in Eingriff bringbar ist. Dadurch ist es möglich, nicht nur den aus Außenring und Innenring bestehenden Rotorhauptteil vorzu­ fertigen, sondern auch die aus Druckelementen und Zugele­ menten bestehende nabenseitige Lageranordnung. Die End­ montage des Rotors wird dadurch erheblich vereinfacht. Eine günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rotors ist weiterhin dadurch gegeben, daß jeweils ein Druckelement und ein flexibles Zugelement axial zueinander und axial versetzt zur Drehachse des Außenrings angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, den Rotor in der Drehebene des Axiallagers anzuordnen, während dessen Befestigungselemente sich in einem Bereich außerhalb des Axiallagers befinden, so daß das Axiallager einerseits jederzeit zugänglich ist und andererseits in entsprechender Weise in einer Träger­ konstruktion für den Rotor eingebaut sein kann.

Es erweist sich als vorteilhaft, daß jeweils ein zwei­ tes flexibles Zugelement vorgesehen ist, welches axial zum Druckelement dem ersten Zugelement gegenüberliegend ange­ ordnet ist. Eine derartige Ausbildung der Lagerung des Außenrings und/oder des Innenrings an der Nabe gewährlei­ stet eine noch größere Stabilität und Festigkeit in axialer Richtung. Weiterhin können die flexiblen Zugelemente ge­ ringer dimensioniert werden, was zu einer weiteren Gewichts­ einsparung führen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, teils im Schnitt, eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine Teilseitenansicht auf die in Fig. 1 rechts liegende Seite,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil der Außenumfangs­ fläche des Rotors,

Fig. 4 eine Stirnansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels, und

Fig. 5 eine Ansicht, ähnlich Fig. 1, auf den Nabenbereich eines weiteren Ausführungsbeispiels.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teils im Schnitt, auf ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotors dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde die symmetrisch zur oberen Hälfte ausgebildete untere Hälfte weggelassen. Der Rotor weist eine Nabe 1 auf, welche in geeigneter Weise mittels im einzelnen nicht dargestellter Radiallager an einem Träger befestigt ist. Bei Verwendung des Rotors für ein Windkraftwerk wird die Nabe 1 zweckmäs­ sigerweise in horizontaler Lage angeordnet sein. Die Nabe 1 ist mit einer Axiallageranordnung 2 versehen, welche nur schematisch dargestellt ist. Bei Verwendung des Rotors in einem Windkraftwerk würde die anströmende Luft, gemäß Fig. 1, dem Rotor von rechts zugeführt werden. Der Rotor weist einen Außenring 3 und einen Innenring 9 auf, welche koaxial zueinander und zur Nabe 1 angeordnet sind und im wesent­ lichen im Drehbereich der Axiallageranordnung 2 gelagert sind. Der Außenring 3 und der Innenring 9 sind vorzugsweise in Form eines Hohlprofils ausgebildet, welches dem jeweili­ gen Anwendungszweck so angepaßt ist, daß ein optimales Strömungsverhalten gewährleistet ist. Sowohl der Außenring als auch der Innenring sind bevorzugterweise aus verstärk­ tem Kunststoff gefertigt. Zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 9 sind Distanzstücke 12 vorgesehen, welche die koaxiale Lage der beiden Ringe 3, 9 und deren gegen­ seitigen Abstand gewährleisten. Die Distanzstücke 12 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in entsprechende Aus­ nehmungen des Außenrings 3 und des Innenrings 9 eingesteckt. Die Distanzstücke 12 sind weiterhin mit zentralen Ausneh­ mungen versehen, durch welche flexible Zugelemente 7 und 14 durchführbar sind. Die Zugelemente 7 und 14 erstrecken sich durch die Distanzstücke 12, werden im Bereich des Innenrings 9 mittels jeweils einer Umlenkrolle 17 aus ihrer radialen Richtung, welche der radialen Richtung der Aus­ nehmung des jeweiligen Distanzstücks 12 entspricht, umge­ lenkt und der Nabe zugeführt. Die Nabe 1 ist mit zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordneten Umlenkrollen 17 versehen, um welche die Zugelemente 7, 14 geführt sind. Die Enden der Zugelemente 7, 14 sind im mittleren Bereich eines Druckelements 6 befestigt. Das Druckelement 6 ist an der Nabe 1 sowie am Innenring 9 gelagert, bevorzugterweise mittels einer Steckverbindung 15. Der nabenseitige Befesti­ gungsbereich des Druckelements 6 sowie der beiden Zugele­ mente 7 und 14 ist in axialer Richtung aus der Drehebene der Axiallageranordnung 2 seitlich versetzt. Die Zugelemen­ te 7, 14 werden, wie in Fig. 2 dargestellt, im Bereich des Außenrings 3 mittels einer Umlenkrolle 8 in Umfangsrichtung umgelenkt. Dabei umgreifen die Zugelemente jeweils einen Bogenabschnitt 5 des Außenrings 3 und sind entweder an der nächstliegenden Umlenkrolle 8 oder, wie in Fig. 3 darge­ stellt, an der übernächsten Umlenkrolle 8 befestigt. Die Zugelemente 7, 14 sind mittels Spannvorrichtungen 16, wel­ che z. B. in Form eines Spannschlosses ausgebildet sein können, vorgespannt, so daß der Rotor die entsprechende Festigkeit aufweist. Durch die Vorspannung der Zugelemente 7, 14 wird eine Druckkraft auf das Druckelement 6 aufge­ bracht, so daß dieses fest mit der Nabe 1 und dem Innenring 9 verbunden bleibt.

Die Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 1 rechts­ liegenden Seite der Rotorringe. Im Bereich der Distanz­ stücke 12 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils ein Rotorblatt 4 vorgesehen, dessen Ausgestaltung im ein­ zelnen nicht weiter dargestellt ist. Die Gestalt des Rotor­ blattes 4 kann den gewünschten Einsatzbedingungen, z. B. der üblicherweise herrschenden Windstärke angepaßt werden. Das Rotorblatt 4 kann entweder auf die Distanzstücke 12 aufge­ steckt sein, es ist jedoch auch möglich, das Rotorblatt 4 einstückig mit den Distanzstücken 12 auszubilden.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Außenumfang des Außenrings 3, wobei nur ein Teil des Außenrings dargestellt ist. Die jeweiligen flexiblen Zugelemente 7, 14 werden, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 bereits beschrieben wurde, nach ihrem Durchtreten durch das jeweilige Distanzstück 12 um die Umlenkrolle 8 in Umfangsrichtung umgelenkt. Die Be­ festigung des jeweiligen Endbereichs erfolgt bei dem ge­ zeigten Ausführungsbeispiel an der übernächsten Umlenkrolle 8, wobei das flexible Zugelement 7, 14 bevorzugterweise in Form eines Drahtseils ausgebildet ist, dessen Ende zu einer Schlaufe umgebogen und mittels einer nicht im einzelnen dargestellten Klemmvorrichtung geklemmt ist. Die Befestigung der Enden der jeweiligen Zugelemente 7, 14 erfolgt bevorzug­ terweise innenliegend zum Umlenkbereich der jeweils nächsten Zugelemente 7, 14, so daß eine Überschneidung der Zugele­ mente vermieden wird.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungbeispiel dargestellt, bei welchem ein Druckelement 6 und zwei Zugelemente 7, 14 vorgesehen sind. Es ist jedoch auch möglich, nur ein Zug­ element 7 zu verwenden. Dieses wird dann jedoch bevorzug­ terweise im mittleren Bereich der Umlenkrolle 8 umgelenkt und befestigt. Bei Verwendung nur eines Zugelements 7 braucht nur ein Distanzstück 12 vorgesehen zu sein, in des­ sen mittleren Bereich eine Ausnehmung vorgesehen ist.

Die Nabe 1 kann einstückig ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, diese aus mehreren axial zueinander ange­ ordneten Nabenteilen zusammenzusetzen. Auch die Befestigung des Druckelements 6 kann in verschiedenster Weise, z. B. durch zusätzliche Klemmorgane erfolgen.

Fig. 4 zeigt eine stirnseitige Ansicht eines zweiten Aus­ führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotors. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Trägerring in Form des Innen­ rings 9 ausgebildet. Die Ausgestaltung des Außenrings 3 sowie des Innenrings 9 kann analog dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 erfolgen. Zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 9 sind wiederum mehrere Rotorblätter 4 vorgesehen, welche nur schematisiert dargestellt sind. Bei dem gezeig­ ten Beispiel dienen die Rotorblätter 4 zugleich als Distanz­ stücke, um einen vorbestimmten Abstand der beiden Ringe 3, 9 sicherzustellen. Sowohl der Außenring 3 als auch der Innenring 9 sind aus mehreren Bogenabschnitten 5 des Außenringes und Bogenabschnitten 11 des Innenrings zusammengesetzt, wobei der Begriff Bogenabschnitt in ideeller Weise und nicht in körperlicher Weise zu verstehen ist. Die einzelnen Bogenab­ schnitte 5 des Außenrings 3 und die Bogenabschnitte 11 des Innenrings 9 sind mittels mehrerer flexibler Zugelemente 10 miteinander verbunden. Jeder Bogenabschnitt 5 des Außenringes weist, wie bereits in Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben, eine Umlenkrolle 8 auf, an welcher ein Ende des jeweiligen Zugelements 10 befestigt ist. Das Zugelement 10 wird im Bereich des Außenumfangs des Außenrings 3 der benachbarten Umlenkrolle 8 zugeführt, um diese in radialer Richtung nach innen umgelenkt und einer Umlenkrolle 18 des jeweiligen Bogenabschnittes 11 des Innenrings zugeführt. Das Zug­ element 10 wird auch um diese Umlenkrolle 18 in Umfangs­ richtung umgelenkt und ist an der benachbarten Umlenkrolle 18 des benachbarten Bogenabschnitts 11 des Innenrings befestigt. Somit umgreift das jeweilige Zugelement 10 einen Bogenabschnitt 5 des Außenrings und einen Bogenabschnitt 11 des Innenringes. Zum Spannen des jeweiligen Zugelements 10 ist eine Spann­ vorrichtung 16 vorgesehen.

Die Nabe 1 ist in analoger Weise zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 mit mehreren Steckverbindungen 15 versehen, in welche Druckelemente 6 eingesteckt sind, die mittels Zugelementen 7, 14 in ihrer Lage fixiert sind. Die Zug­ elemente 7, 14 sind jeweils an einem Träger 13 befestigt, welcher in Verbindung mit dem radial außenliegenden Ende des Druckelements 6 steht. Die Träger 13 sind in nicht dar­ gestellter Weise mit den Bogenabschnitten 11 des Innenrings in Eingriff bringbar. Durch die Verspannung der Bogenabschnitte 5 des Außenringes und der Bogenabschnitte 11 des Innenringes mittels der Zugelemente 10 ist sichergestellt, daß die Ringe 3, 9 in geeigneter Weise mittels der Druckelemente 6 und der Zug­ elemente 7, 14 an der Nabe 1 gelagert sind. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zugele­ mente 7, 14 so ausgebildet, daß sie mit ihren Enden jeweils an einem Träger 13 befestigt sind und im Bereich der Nabe um die Umlenkrolle 17 umgelenkt werden. Bei dem Ausführungsbei­ spiel der Fig. 4, welche eine stirnseitige Ansicht des Rotors zeigt, können, in Analogie zu dem Ausführungbeispiel der Fig. 1 bis 3, zwei Zugelemente 7, 14 oder nur ein Zug­ element 7 verwendet sein.

Aus Gründen der übersichtlicheren Darstellung ist in den Fig. 1 bis 4 der erfindungsgemäße Rotor nur jeweils in einem Teilbereich gezeigt. Es versteht sich von selbst, daß um die Drehachse der Nabe 1 in radialer Richtung mehrere, min­ destens drei, Zugelemente 6 sowie eine entsprechende An­ zahl an Zugelementen 7, 14 vorgesehen sein müssen, um eine ausreichende Stabilität des Rotors zu gewährleisten. Bevor­ zugterweise sind sechs oder zwölf derartige Anordnungen von Druckelementen 6 und Zugelementen 7, 14 vorgesehen. Die Zahl der Umlenkrollen 8 sowie der Bogenabschnitte 5 des Außenrin­ ges und der Bogenabschnitte 11 des Innenringes sowie die Zahl der Rotorblätter 4 entspricht bei den gezeigten Ausführungsbei­ spielen in analoger Weise der Zahl der Anordnungen von Druckelementen 6 und Zugelementen 7, 14.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Nabe 1 sowie der Druckelemente 6 und der Zugelemente 7, 14. In Analogie zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Umlenkrolle 17 für das Zugelement 14 an der Nabe 1 angeordnet, während die Umlenkrolle 17 für das Zugelement 7 in einen radialen Abstand zur Nabe 1 mittels eines Trägers 19 befestigt ist. Die beiden Umlenkrollen 17 sind mittels einer Strebe 20 miteinander gekoppelt. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel weisen die Zugelemente 7, 14 annähernd die gleiche Länge auf.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Rotors zeichnen sich dadurch aus, daß ihre Masse besonders gering ist, wodurch die auftretenden Kreiseleffekte eben­ falls entsprechend gering gehalten werden können. Weiterhin ist die Axiallageranordnung 2 frei zugänglich, so daß es möglich ist, den Rotor in entsprechender Weise so zu lagern, daß die noch vorhandenen Kreiseleffekte zu dessen Stabili­ sierung beitragen. Eine derartige Lagerung des Rotors ist z. B. durch eine kardanische Aufhängung möglich. Weiterhin ist es möglich, eine unterschiedliche Anzahl von Rotor­ blättern 4 und Anordnungen von Druckelementen 6 sowie Zug­ elementen 7, 14 vorzusehen, beispielsweise sechs Anord­ nungen von Druckelementen 6 und Zugelementen 7, 14 und zwölf Rotorblätter 4.

Claims (16)

1. Rotor für eine Windkraftmaschine mit einer drehbar ge­ lagerten Nabe, wobei die Lagerung eine Axiallageranordnung aufweist, mit einem mittelbar an der Nabe gelagerten Aus­ senring und mit in einem Bereich zwischen der Nabe und dem Außenring angeordneten Rotorblättern, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Außenring (3) in Umfangs­ richtung aus mehreren Bogenabschnitten (5) zusammengesetzt ist und im wesentlichen in der Drehebene der Axiallageran­ ordnung (2) angeordnet ist und daß die Bogenabschnitte (5) des Außenrings (3) mittels flexibler Zugelemente (7, 10, 14), welche die Bogenabschnitte (5) in Umfangs­ richtung zumindest zum Teil umgreifen, verspannt sind, wobei ein Endbereich jedes flexiblen Zugelements (7, 10, 14) an einem Trägerring befestigt ist.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Teil der Nabe (1) als Trägerring ausgebil­ det ist, und daß der Außenring (3) mittels mehrerer Druckelemente (6) und flexibler Zugelemente (7) an der Nabe (1) gelagert ist, und daß jedes flexible Zugelement (7) im Bereich der Befestigung des jeweiligen Druckelements (6) an dem Außenring (3) in Umfangsrichtung umgelenkt ist und an einem der in Umfangsrichtung benachbarten Bogenab­ schnitte (5) des Außenringes befestigt ist.

3. Rotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Befestigung des jeweili­ gen Zugelements (7) am Umlenkbereich (8) des benachbarten Bogenabschnittes (5) des Außenringes erfolgt.

4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Befestigung des jeweili­ gen Zugelements (7) am Umlenkbereich (8) des übernächsten Bogenabschnittes (5) des Außenringes erfolgt.

5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein koaxial zum Außenring (3 ) angeordneter, aus Bogenabschnitten (11) aufgebauter Innenring (9) vorgesehen ist und daß die Rotorblätter (4) zwischen dem Außenring (3) und dem Innenring (9) angeordnet sind.

6. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Trägerring in Form eines koaxial zum Aus­ senring (3) angeordneten, aus mehreren Bogenabschnitten (11) bestehenden Innenrings (9) ausgebildet ist, daß die Rotorblätter (4) zwischen dem Außenring (3) und dem Innen­ ring (9) angeordnet sind, daß der Innenring (9) mittels meh­ rerer Druckelemente (6) und flexibler Zugelemente (7) an der Nabe (1) gelagert ist, und daß die einzelnen Bogenab­ schnitte (5, 11) des Außenrings (3) und des Innenrings (9) mittels mehrerer flexibler Zugelemente (10) miteinander ver­ bunden sind.

7. Rotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das jeweilige flexible Zugelement (10) am Außenumfang eines Bogenabschnitts (5) des Außenrings und am Innenumfang eines Bogenabschnites (11) des Innenringes be­ festigt ist und jeweils einen benachbarten Bogenabschnitt (5) des Außenrings und Bogenabschnitt (11) des Innenrings umgreift.

8. Rotor nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen den Bogenabschnitten (5) des Außenrings und den Bogenabschnitten (11) des Innen­ rings Distanzstücke vorgesehen sind.

9. Rotor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Druckelement (6) und das Zugelement (7) an ihrem radial äußeren Bereich an einem Träger (13) gelagert sind, der mit dem Innenring (9) in Eingriff bringbar ist.

10. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeweils ein Druckelement (6) und ein flexibles Zugelement (7) axial zueinander und axial versetzt zur Drehebene des Außenringes (3) angeordnet sind.

11. Rotor nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Druckelement (6) zwischen der Axiallageranordnung (2) und dem Zugelement (7) angeordnet ist.

12. Rotor nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein zweites flexibles Zugelement (14) vorgesehen ist, welches axial zum Druckelement (6) dem ersten Zugelement (7) gegenüber­ liegend angeordnet ist.

13. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzichnet, daß die Enden der Druck­ elemente (6) mittels einer Steckverbindung (15) gelagert sind.

14. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (7, 10, 14) mit einer Spannvorrichtung (16) versehen sind.

15. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (7, 10, 14) in Form von Drahtseilen ausgebildet sind.

16. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring und/oder der Innenring aus Kunststoff sind.