DE672606C - Windkraftmaschine mit Schwenkwerk - Google Patents

Description

• Windkraftmaschine mit Schwenkwerk Bei großen Windkraftanlagen mit zwei Windrädern beiderseits der Schwenkachse können leicht durch ungleiche Windströmungen oder ungleiche Beaufschlagungen der Windräder große drehende Kräfte des Schwenkgestells auftreten. Eine solche ungleiche Beaufschlagung kann beispielsweise dadurch eintreten, daß eines der Räder plötzlich ohne Last läuft, weil etwa eine elektrische Leitung der angetriebenen Dynamo unterbrochen wird; dann erhöht sich die Umlaufzahl dieses Rades, und es bietet dem Wind nur einen kleinen oder praktisch überhaupt keinen Widerstand dar, während das andere Rad dem Wind weiterhin unverändert Energie entzieht und infolgedessen einen großen Axialschub erhält.
• Bei kleineren Anlagen, die sich selbsttäitig durch eine Windfahne -oder durch die Anordnung des Windrades in den Wind stellen, sind die Drehkräfte des Schwenkgestells bedeutungslos, da sie an keinem zweiten Bauteil angreifen. Aber Großwindkraftwerke kann man nicht mehr wie etwa eine kleine, zum Wasserpumpen bestimmte Windturbine dem freien Spiel der Winde überlassen, sondern man muß für die Einstellung in den Wind eine besondere Steuervorrichtung vorsehen.
• Bei derartigen Anlagen wird man wohl immer das Schwenken der Windräder durch einen Hilfsmotor mit einem Getriebe hoher Übersetzung besorgen lassen. Solche Getriebe sind aber meist selbstsperrend. Wenn also große ungewollte drehende Kräfte des Schwenkgestells aus einem der obengenannten Gründe auftreten, so werden diese infolgedessen in voller Höhe das Getriebe und den Tragturm beanspruchen. Diese Bauteile müßten also so stark bemessen werden, daß sie imstande sind, diese Kräfte aufzunehmen. Für den normalen Betrieb wäre aber eine so kräftige Bauart durchaus überflüssig. Bei gleichmäßiger Luftströmung und gleichmäßiger Arbeitsleistung der Windräder treten ja überhaupt keine verdrehenden Kräfte durch das Schwenkgestell und den Axialschub der Räder im Tragturm auf, und das Getriebe hat beim Schwenken nur die 1Vlassenträgheit des Schwenkgestells mit seinen Rädern zu überwinden, also Kräfte, die auf einen kleinen Bruchteil derer beschränkt werden können, die anderseits gelegentlich von außen her auftreten. Besonders ungünstig wirkt sich dabei aus, daß diese äußeren Kräfte mit wachsender Größe der Anlage unverhältnismäßig stärker werden. Eine Wiüdschichtung von entsprechender Größe kommt in Abständen von wenigen Metern kaum vor. Großwindkraftwerke dehnen sich aber ,über zoo bis 300m breit aus, so daß die Windgeschwindigkeiten für verschiedene Räder recht verschieden sein können und die Differenzkräfte außerdem noch an sehr langen Hebelarmen angreifen. Diese Kräfte durch eine verstärkte Bauart aufnehmen zu wollen, würde die Wirtschaftlichkeit einer solchen Anlage in Frage stellen, Gemäß der Erfindung soll deshalb '15ei, einer Windkraftanlage mit einem Sch` erih" werk, dessen Antrieb durch eine Hilf smane. über ein selbstsperrendes Getriebe mit eiiiefß Ritzel erfolgt, das in einen auf dem Turm gelagerten Zahnkranz eingreift, die durch die ungleiche Beaufschlagung vom Schwenkwerk aufgenommene Energie dadurch aufgefangen und vernichtet werden, daß der Zahnkranz auf einer an dem Turm befestigten Bremsbahn ruht und auf ihr gleiten kann. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung können die Abmessungen den großen von außen kommenden Kräften leicht angepaßt werden. Durch eine entsprechend keilförmige Anordnung der Auflageflächen kann dabei die Reibung und damit die Bremsung und Dämpfung allein durch das Gewicht des Zahnkranzes beliebig groß gemacht werden. Natürlich treten durch das Abbremsen .der Drehbewegung Drehmomente für den Tragturm auf, aber diese lassen sich in Grenzen halten, die dieser bei zweckentsprechender Bauart aufzunehmen imstande ist.
• Überdeckt der Zahnkranz die Bremsbahn vollständig, so ist diese gegen Witterungseinflüsse geschützt, so daß man praktisch mit einer gleichbleibenden Reibung rechnen kann.
• Die Abb. I .und z zeigen einen Einbau des Erfindungsgegenstandes bei einem Windkraftwerk mit zwei Rädern. An einem Tragturm a dreht sich ein Schwenkwerk b. Die Hauptlagerung des Schwenkwerkes sowohl für senkrechte als auch für waagerechte Kräfte befindet sich auf der Turmplattform. Zusätzliche Lager, die etwaige Kippmomente .auf7u:-nehmen haben, sind tiefer am Turmumfang hinter den Knotenpunkten der Stützausleger des Schwenkwerkes b vorgesehen. Der Antrieb des Schwenkwerkes durch eine Hilfsantriebsmaschine c ist über der Turmplattform .untergebracht, indem dort das Schwenkwerk b mit einem von der Hilfsantriebsmaschine c angetriebenen Ritzel an einem kreisförmigen Zahnkranz d entlang gedreht wird. Dieser Zahnkranz d besteht zweckmäßig aus mehreren Einzelkränzen, um einen gleich--x*I2äßigeren Antrieb und eine größere Sicherheit gegen Zahnbrüche zu haben. In den Abb. 3 und 4. ist er in größerem Maßstab dargestellt.
• Der Zahnkranz d ist mit dem Tragturm a aber nicht fest verhunden, sondern ruht seinerseits mit Seitenbacken e erst auf einer Bremsbahn f. Diese verläuft als Ring wie der Zahnkranz d um den Tragturm a und ist mit diesem fest verbunden. Die Neigung der Bremsbacken e, ihre Größe und ihr Werkstoff sind so gewählt, daß das Gewicht des Zahnkranzes d ausreicht, um im normalen Betrieb ein Rutschen zu verhindern. Größe und Werkstoff der Bremseinrichtung müssen aber auch gleichzeitig so bemessen sein, daß sie die Bewegungsenergie des Schwenkwerkes vernichten können, wenn der Wind dieses in Drehung versetzt.

Claims (1)

1. PATENT ANSPRUCII: Windkraftmaschine, welche mit einem Tragturm und mit einem waagerechten, um den Tragturm drehbaren Schwenkwerk versehen ist, auf dessen Enden je ein Windrad mit waagerechter Drehachse gelagert ist, deren Einstellung selbsttätig mit Hilfe einer Hilfsantriebsmaschine über ein selbstsperrendes Getriebe mit Ritzel erfolgt, das in einen auf dem Turm gelagerten Zahnkranz eingreift, dadurch gekennzeichnet; daß der Zahnkranz (d) mit Seitenbacken (e) auf einer an dem Turm befestigten Bremsbahn (f) ruht und derart auf ihr gleiten kann, daß beim Auftreten eines zu großen Drehmomentes zwischen Turm und Schwenkteil die Bewegungsenergie des schwenkbaren Teiles des Windkraftwerkes schwingungsfrei oder nahezu schwingungsfrei vernichtet wird.