DE3732730A1 - Tragzapfenlagerung fuer die rotorblaetter von windkraftanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragzapfenlagerung für die Ro­ torblätter für Windkraftanlagen mit einem an einem Blattla­ gerflansch angebrachten Rotor, wobei der Blattlagerflansch über axial und radial tragende Wälzlager drehbar und an ei­ ner stationären Nabe abgestützt ist.

Solche Lagerungen zur Aufnahme axialer und radialer Kräfte sind bisher, wie im Maschinenbau allgemein üblich, mittels Einsatz von Kegelrollenlagern durchgeführt worden. Neben den dieser Lagerart spezifischen Nachteilen, daß die Güte und Lebensdauer der Lagerung weitgehend von der Qualität der Montage und der überaus sensiblen Einstellung abhängig ist, hat es sich in praxi gezeigt, daß die Durchbiegung der Nabe eine Verschiebung des Lageraußenringes des inneren Lagers bewirkt. Eine derartige Bewegung des Lageraußenringes der Kegelrollen ist unzulässig, da kein eindeutiges Abrollen der Wälzkörper auf dem Ring erfolgt, vielmehr eine Verschiebe­ komponente einbezogen ist. Solcherart zeigen sich funktions­ beeinträchtigende Ausfallerscheinungen an den Lagern, vor allem starke Einlaufspuren am Innenring mit Kaltrißerschei­ nungen, so daß die Lager und somit die ganze Einrichtung nach verhältnismäßig kurzem Einsatz nicht mehr funktions­ tüchtig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für die spe­ zifische Belastung durch die Rotorblätter von Windkraftanla­ gen qualitativ hochwertige Tragzapfen-Lagerung mit hoher Le­ bensdauer zu schaffen.

Dies wird erfindungsgemäß durch zwei im Abstand angeordnete Lagerkombinationen, bestehend aus einem Schräggelenklager, einem über diesem angeordneten Nadel- oder Zylinderrollenla­ ger und einem seitlich dieser angeordneten, vertikale Kräfte aufnehmenden Axiallager, mit einer drehfreien Ringeinheit erreicht, die sich aus dem Schräggelenklager-Außenring, dem Nadel- oder Zylinderrollenlager-Innenring und einem Axiallager-Wellenring zusammensetzt, wobei diese Elemente sich in zwei Ebenen berühren und miteinander verspannt sind. Die Schräggelenklager lassen eine Durchbiegung der Welle zu, Mikrobewegungen werden somit aus der Wälzlagerung, die für eine Blattverstellung mit geringem Widerstandsmoment sorgt, herausgehalten. Die drehfreie Ringeinheit, Schräggelenklager- Außenring, Nadellager-Innenring und Axiallager-Wellenring werden durch die Mikrobewegungen am Schräggelenklager zu einer ständigen Wanderbewegung veranlaßt. Solcherart werden Druck­ stellen an den Lagern vermieden, und es treten keine Kaltriß­ erscheinungen auf.

Eine erfinderische Alternative ist gekennzeichnet durch zwei im Abstand angeordnete Lagerkombinationen, bestehend aus ei­ nem Schräggelenklager, einem innenringlosen, über dem Schrägge­ lenklager angeordneten Nadel- oder Zylinderrollenlager und einem seitlich des Schräggelenklager-Außenringes angeordne­ ten innenringlosen Nadellager, wobei der Schräggelenklager- Außenring die drehfreie Einheit ist. Die solcherart unter Verzicht der Nadellager-Innenringe gestaltete Anordnung ermög­ licht eine kleinere Baueinheit.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Lagerkom­ bination an der Flanschunterseite über einen Deckel mit ei­ ner Spezialdichtung zur Nabe abgedichtet, wobei die Dichtung den Deckel außenseitig einfaßt und sich mit je einer Lippe einerseits auf einem Absatz des Schräggelenklager-Innenrin­ ges oder einem zwischen diesem und dem Nabenbund angeordne­ ten Zwischenring und andererseits in einer tieferen Ebene in einer Welle der Nabe abstützt. Solcherart wird eine Schmie­ rung auf Lebenszeit der Wälzlager ermöglicht.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus den An­ sprüchen, der Zeichnung und der Figurenbeschreibung zu entnehmen. Die Erfindung ist in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Tragzapfenlagerung im Schnitt,

Fig. 2 die Variante einer Tragzapfenlagerung im Schnitt.

Fig. 1 zeigt eine Tragzapfenlagerung 1 für die Rotorblätter von Windkraftanlagen mit einem an einem Blattlagerflansch 2 angebrachten in der Zeichnung nicht dargestellten Rotor. Der Blattlagerflansch 2 ist an einer Nabe 3 über zwei im Abstand angeordnete Lagerkombinationen abgestützt. Eine Lagerkombi­ nation besteht aus einem Schräggelenklager 4, einem über diesem angeordneten Nadel- oder Zylinderrollenlager 5 und einem seitlich beider angeordneten, vertikale Kräfte aufneh­ menden Axiallager 6. Durch diesen Aufbau ergibt sich eine drehfreie Ringeinheit 7, die sich aus dem Schräggelenklager- Außenring 8, dem Nadel- oder Zylinderrollenlager-Innenring 9 und einem Axiallager-Wellenring 10 zusammensetzt. Die Lager­ kombinationen sind mittels zwei gesicherter Wellenmuttern 19 über den Blattlagerflansch 2 und die Nabe 3 miteinander verspannt. Am Nabenende ist eine Kappe 20 angeordnet, mittels derer die Lagerung gegen Eindringen von Staub geschützt wird.

Am unteren Ende des Blattlagerflansches 2 ist, gegen das Nadel­ lager 5 verspannt, ein Deckel 13 angeordnet, dessen innerer Rand von einer Dichtung 14 umfaßt wird, deren Dichtlippen 15 und 16 an dem freien Ende des Innenringes des Schräggelenk­ lagers 4 und in der Rille 18 der Nabe 3 anliegen und somit die untere Lagereinheit gegen Eindringen von Staub schützen und ein Fettraum geschaffen wird, der eine Schmierung auf Lebenszeit gewährleistet.

In Fig. 2 ist eine Variante der erfindungsgemäßen Tragzap­ fenlagerung 1 gezeigt. Hier besteht die Lagerkombination aus einem Schräggelenklager 4, einem über diesem angeordneten, innenringlosen Nadel- oder Zylinderrollenlager 11 und einem seitlich des Schräggelenklager-Außenringes 8 angeordneten, innenringlosen Nadellager 12. Die drehfreie Einheit ist der Schräggelenklageraußenring 8. Am unteren Ende des Blattla­ gerflansches 2 ist, gegen das Nadellager 11 verspannt, ein Deckel 13 angeordnet, dessen innerer Rand von einer Dichtung 14 umfaßt wird, deren Dichtlippe 15 auf einem zwischen dem Bund der Nabe 3 und dem Schräggelenklager 4 angeordneten Zwischenring und deren Dichtlippe 16 in der Rille 18 der Na­ be anliegen.

Bezugszeichenliste

 1 Tragzapfenlagerung
 2 Blattlagerflansch
 3 Nabe
 4 Schräggelenklager
 5 Nadel- oder Zylinderrollenlager
 6 Axiallager
 7 Drehfreie Ringeinheit
 8 Schräggelenklager-Außenring
 9 Nadel- oder Zylinderrollenlager-Innenring
10 Axiallager-Wellenring
11 Innenringloses Nadel- oder Zylinderrollenlager
12 Innenringloses Nadellager
13 Deckel
14 Dichtung
15 Lippe von 14
16 Lippe von 14
17 Zwischenring
18 Rille an 3
19 Wellenmutter
20 Kappe

Claims (4)

1. Tragzapfenlagerung für die Rotorblätter von Windkraftan­ lagen mit einem an einem Blattlagerflansch angebrachten Rotor, wobei der Blattlagerflansch über axial und radial tragende Wälzlager drehbar an einer stationären Nabe ab­ gestützt ist, gekennzeichnet durch zwei im Abstand ange­ ordnete Lagerkombinationen, bestehend aus einem Schrägge­ lenklager (4), einem über diesem angeordneten Nadel- oder Zylinderrollenlager (5) und einem seitlich beider ange­ ordneten, vertikale Kräfte aufnehmenden Axiallager (6), mit einer drehfreien Ringeinheit (7), die sich aus dem Schräggelenklager-Außenring (8), dem Nadel- oder Zylin­ derrollenlager-Innenring (9) und einem Axiallager- Wellenring (10) zusammensetzen, wobei diese Elemente sich in zwei Ebenen berühren und miteinander verspannt sind.

2. Tragzapfenlagerung für die Rotorblätter von Windkraftan­ lagen mit einem an einem Blattlagerflansch angebrachten Rotor, wobei der Blattlagerflansch über axial- und ra­ dialtragende Wälzlager drehbar an einer stationären Nabe abgestützt ist, gekennzeichnet durch zwei im Abstand an­ geordnete Lagerkombinationen, bestehend aus einem Schräg­ gelenklager (4), einem über diesem angeordneten, innen­ ringlosen Nadel- oder Zylinderrollenlager (11) und einem seitlich des Schräggelenklager-Außenringes (8) angeordne­ ten, innenringlosen Nadellager (12), wobei der Schrägge­ lenklageraußenring (8) drehfrei ist.

3. Tragzapfenlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schräggelenklager (4) mit FIBER-GLIDE beschichtet sind.

4. Tragzapfenlagerung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerkombination an der Flansch- Unterseite über einen Deckel (13) mit einer Spezialdich­ tung (14) zur Nabe (3) abgedichtet ist, wobei die Dich­ tung (14) den Deckel (13) außenseitig einfaßt und sich mit je einer Lippe (15, 16) einerseits auf einem Absatz des Schräggelenklager-Innenringes oder einem zwischen diesem und dem Nabenbund angeordneten Zwischenring (17) und andererseits in einer tieferen Ebene in einer Rille (18) der Nabe (3) abstützt.