EP2558717A2 - Wind energy installation azimuth or pitch drive - Google Patents

Wind energy installation azimuth or pitch drive

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EP2558717A2
EP2558717A2 EP11713784A EP11713784A EP2558717A2 EP 2558717 A2 EP2558717 A2 EP 2558717A2 EP 11713784 A EP11713784 A EP 11713784A EP 11713784 A EP11713784 A EP 11713784A EP 2558717 A2 EP2558717 A2 EP 2558717A2
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EP
European Patent Office
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ring
drive
azimuth
linear drives
traveling wave
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11713784A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jochen RÖER
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Original Assignee
Wobben Properties GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
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    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y10T74/18272—Planetary gearing and slide

Definitions

  • the present invention relates to a wind turbine azimuth or pitch drive.
  • An azimuth drive or a pitch drive of a wind turbine typically has one or more electric motors.
  • the electric motors are connected via first gears with second gears or pinions, so that an azimuth adjustment of the nacelle for a wind direction tracking of the wind turbine is made possible by rotating the motors in the azimuth drive.
  • the servomotors can be braced against each other.
  • the whole azimuth bearing can be fixed with a brake.
  • the known azimuth drives - as well as known pitch drives - have a conventional Liehe wheel-pinion combination, which generates an undesirable play in the toothing. Furthermore, such a toothing is subject to wear.
  • a wind turbine azimuth or pitch drive is provided with a traveling wave drive.
  • the traveling wave drive has an outer ring, an inner ring, a flexible ring provided on the inner ring and a plurality of linear drives on the circumference of the inner ring.
  • the linear actuators interact with the flexible ring and upon activation of the linear drives, the flexible ring is deformed such that the flexible ring at least temporarily lifts off the inner ring locally.
  • An activation of the linear drives takes place in such a way that the linear drives are actuated successively on the circumference of the inner ring.
  • the flexible ring at least partially has a wedge-shaped cross-section.
  • the wedge-shaped portion of the flexible ring is clamped in the inner ring and cooperates with the linear drives in such a way that the flexible ring is pressed locally on actuation of the linear drives to the outside.
  • the linear actuator is actuated hydraulically or electrically.
  • the drive optionally has a plurality of follower units along the circumference, which are respectively secured to the flexible ring and the outer ring.
  • the invention also relates to a mid-free drive with a traveling wave drive.
  • the invention also relates to a wind energy plant with at least one wind turbine-azimuth or pitch drive described above.
  • the invention is based on the idea of providing a traveling wave drive as an azimuth drive or as a pitch drive of a wind energy plant.
  • a traveling wave drive has no toothing, but for example, an elastic, designed as a rotor ring, which is arranged concentrically to a stiff, designed as a stator ring.
  • Radially arranged plunger and linear drives deform the elastic see ring of the rotor locally such that a shaft rotates relative to the stator.
  • the outer ring, the inner ring, the flexible ring and the linear drives can when actuated the linear drives (and the interaction of the linear drives with the Fiexring) of the Fiexring have a slightly larger circumference than the inner ring. As a result, the Fiexring relative to the inner ring (around the circumference difference) rotate.
  • a traveling wave drive is advantageous because it can ensure a low speed, a high torsional stiffness, a backlash and overload safety.
  • Such a drive can be used as an alternative to a wind turbine azimuth drive for other drives that run slowly and must transmit large torques.
  • a traveling wave drive according to the invention may be designed without a center, so that z. B. cable and / or mechanic through the middle access to the entire drive and the subsequent premises have.
  • This drive can be used to drive or rotate weights> 1t.
  • the invention also relates to the use of a traveling wave drive as a drive for low-speed and high torque applying drives. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a traveling wave motor according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 3 is a perspective sectional view of a traveling wave motor according to a second embodiment
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of a pressure generating unit for the traveling wave motor according to the second embodiment
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of a traveling wave motor according to a third embodiment
  • FIG Fig. 6 shows a simplified view of a wind turbine with a partially cut gondola.
  • Fig. 1 shows a schematic view of a traveling wave drive according to a first embodiment.
  • the traveling wave drive has an outer ring 100, an inner ring 200, a number of plungers or linear drives 300, a flexible ring 400 and optionally a plurality of drivers 500, which are fastened to the flex ring 400 and the outer ring 100.
  • eight plungers 301-308 are shown.
  • the plungers can also be designed as linear drives.
  • the flex ring 400 When the plungers or linear drives 300 are not actuated, the flex ring 400 bears against the inner ring 200.
  • the plungers or linear drives 301-308 are actuated one after the other so that the flex ring or the points of attack 401-408 on which the plungers 301, 308 engage are locally pressed away from the inner ring 200 by actuation of the respective plungers or linear drives 300
  • the flex ring 400 is deformed (locally) at these locations.
  • the flex ring is deformed at the points 401 - 402 located at the circumference in such a way that the deformed points in the form of a traveling wave circulate relative to the stator (outer ring) 100.
  • the outer ring 100 has a reference point 101
  • the inner ring 200 has a reference point 201
  • the flex ring 400 has a reference point 401.
  • all three reference points 101, 201, 301 are shown in the twelve o'clock position.
  • the plungers or linear drives 303-307 are not activated
  • the plungers or linear drives 301, 302 and 308 are activated or partially activated.
  • the plungers or linear drives 300 are in contact with the flex ring 400.
  • the flex ring can press off or deform the inner ring 200 at least in some places, so that the flex ring 400 is (locally) at these locations. no longer in contact with the inner ring 200.
  • FIGS. 2A-2C each show a schematic view of the traveling wave drive according to the first embodiment.
  • FIGS. 2A, 2B and 2C respectively show an outer ring or stator 100, an inner ring or rotor 200, a flexible ring or flexible ring 400 and a plurality of rams or linear drives 300.
  • the flex ring 400 can be acted upon in such a way that the flex ring deforms (locally) at the points under attack thus released from the inner ring 200.
  • FIGS. 2A, 2B and 2C three different timings are shown during operation of the traveling wave drive according to the first embodiment.
  • the state shown in Fig. 2A substantially corresponds to the state shown in Fig. 1.
  • the reference points 101, 201 and 401 are exactly in a twelve o'clock position.
  • the outer ring 100 is, the inner ring 200 is and the traveling wave is also.
  • a time is shown, in which the outer ring 100 has moved by 11, 25 °.
  • the traveling wave is in this case, for example, moved by 90 ° and the inner ring 200 is fixed.
  • a situation is shown in which the reference points 101, 201 and 401 are no longer in the same position.
  • the plungers or linear drives 301, 302, 308 have been activated
  • the plungers or linear drives 302, 303 and 304 are activated.
  • the plungers 301-308 now engage second points of attack 401a-408a.
  • the points 401-408 on the flex ring 400 have each moved by 11, 25 °.
  • FIG. 2C shows another time point in the migration of the traveling wave.
  • the rams or linear drives 304-306 are activated.
  • the outer ring is 22.5 ° and the traveling wave has moved 180 °.
  • the plungers 301-308 each engage the engagement points 401b-408b.
  • Fig. 3 shows a perspective sectional view of a traveling wave drive according to a second embodiment.
  • the traveling wave drive has an outer ring or rotor 100, an inner ring or stator 200, a flex ring or flexible ring 400 and a number of linear drives or plungers 300.
  • the inner ring 200 and the flex ring 400 are arranged concentrically with the outer ring 100.
  • the linear drives or plungers 300 are hydraulically operated according to the second embodiment. Alternatively, however, other drives (eg electrical) are possible.
  • the linear drives or plunger 300 are connected via a hydraulic line 310 to a hydraulic unit.
  • the flex ring 400 Upon activation of the linear drives or plunger 300 (preferably in the radial direction) of the flex ring 400 is deformed at this point, ie it lifts locally from Inner ring 200 from. After deactivation of the plunger or linear drives 300, the deformation of the flex ring is reversed again and there is again a positive fit between the flex ring and inner ring 200.
  • the plurality of linear drives or plungers 400 provided in or on the inner ring 200 is preferably provided with a operated high switching frequency. By the shaft in the flex ring 400 this has a slightly larger circumference than the inner ring 200. If the shaft has been rotated one full turn, the flex ring 400 has rotated relative to the inner ring by this circumferential difference.
  • the drivers 500 can transmit the rotational movement to the outer ring 100.
  • the flex ring 400 is preferably wedge-shaped in cross-section.
  • the wedge-shaped portion 410 of the flex ring 400 may be clamped by, for example, a lower and upper portion 210, 220. However, this should be done so that a deformation of the flex ring in the radial direction (with small strokes or deflections) is possible.
  • Fig. 4 is a perspective sectional view of a pressure generating unit for the linear actuators or plunger according to the second embodiment.
  • the pressure generating unit 500 is connected via the hydraulic hoses 310 to the respective tappets or linear drives 300 (eg, according to the second embodiment).
  • the pressure generating unit 500 has a plurality of plungers 520, which are in each case in operative connection with a volume 510, which in turn is in operative connection via the hydraulic hoses 310 with the plungers 300.
  • the plunger 520 By actuating the plunger 520, the volume 510 is reduced, so that the pressure within the hydraulic line 310 increases and the plunger or linear actuator 300 is actuated at the end of the hydraulic hose 310.
  • the pressure generating unit further comprises a plurality of actuator units 530.
  • actuator units 530 may be provided.
  • the actuators 530 may be disposed on a rotatable portion 540. This rotatable portion 540 may be driven by an electric motor 550. When the electric motor 550 drives the rotatable portion 540, the actuators 530 will rotate and subsequently actuate the plungers 520 to respectively push inwardly and thus compress the volumes 510 and activate the plungers or linear actuators 300, respectively.
  • Fig. 5 shows a perspective sectional view of a traveling wave drive according to a third embodiment.
  • the traveling wave drive according to the third embodiment on the traveling wave drive according to the first or second th embodiment are based.
  • Fig. 5 shows in particular the assembly of Fig. 3, except that in Fig. 5, the outer ring is shown semi-transparent.
  • the traveling wave drive has an outer ring 100, an inner ring 200, a number of rams or linear drives 300 and a flex ring 400 and a number of carriers 500.
  • the plungers 300 are connected via hydraulic lines 310, for example with a pressure generating unit, so that the plunger or linear actuators 300 are activated sequentially, so that they deform the flex ring 400 at this point at least temporarily and lift off locally from the inner ring, so that a traveling wave is formed.
  • the driver 500 By means of the driver 500, the flex ring 400 is coupled to the outer ring 100.
  • These drivers may for example be configured V-shaped, wherein the two free ends can be attached to the outer ring 100, while the pointed end can be attached to the flex ring 400.
  • the driver 500 can also be configured as a rod 500.
  • Fig. 6 shows a simplified view of a wind turbine with a partially cut gondola.
  • the wind energy installation has a tower 10, a gondola 20 mounted thereon, at least one rotor blade 30, a hub 40, a generator 50 and a machine carrier 60.
  • the machine carrier 60 is rotatably supported by an azimuth drive 70 on a head of the tower 10.
  • the azimuth drive 70 serves for the azimuth tracking or the wind direction tracking of the nacelle. Through the azimuth drive or the wind direction tracking, the nacelle can be moved together with the machine carrier such that the rotor blades are always provided at an optimum angle to the main wind direction.
  • the azimuth drive 70 of the wind turbine shown in FIG. 6 may be configured as a traveling wave drive according to the first, second or third embodiment.
  • traveling wave drives described above can be used or implemented, for example, in an azimuth drive or a pitch drive of a wind energy plant.
  • the traveling wave drive according to the invention can also be used in other drives.
  • the traveling wave drive can be used or implemented in a mid-free, slowly rotating drive.

Abstract

A wind energy installation azimuth or pitch drive having a moving shaft drive is proposed.

Description

Windenergieanlagen-Azimut- oder Pitchantrieb  Wind turbine-azimuth or pitch drive
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Windenergieanlagen-Azimut- oder Pitchantrieb. The present invention relates to a wind turbine azimuth or pitch drive.
Ein Azimutantrieb oder ein Pitchantrieb einer Windenergieanlage weist typischerweise einen oder mehrere Elektromotoren auf. Die Elektromotoren sind über erste Zahnräder mit zweiten Zahnrädern bzw. Ritzeln verbunden, so dass durch Drehen der Motoren beim Azimutantrieb eine Azimutverstellung der Gondel für eine Windrichtungsnachführung der Windenergieanlage ermöglicht wird. Um Schwingungen der Anlage zu vermeiden, können die Stellmotoren gegeneinander verspannt werden. Alternativ kann das ganze Azimutlager mit einer Bremse festgesetzt werden. An azimuth drive or a pitch drive of a wind turbine typically has one or more electric motors. The electric motors are connected via first gears with second gears or pinions, so that an azimuth adjustment of the nacelle for a wind direction tracking of the wind turbine is made possible by rotating the motors in the azimuth drive. In order to avoid vibrations of the system, the servomotors can be braced against each other. Alternatively, the whole azimuth bearing can be fixed with a brake.
Die bekannten Azimutantriebe - wie auch bekannte Pitchantriebe - weisen eine herkömm- liehe Rad-Ritzel-Kombination auf, welche ein unerwünschtes Spiel bei der Verzahnung erzeugt. Ferner ist eine derartige Verzahnung verschleißbehaftet. The known azimuth drives - as well as known pitch drives - have a conventional Liehe wheel-pinion combination, which generates an undesirable play in the toothing. Furthermore, such a toothing is subject to wear.
Als allgemeiner Stand der Technik wird auf DE 42 16 050 A1 , DE 33 06 755 A1 und WO 01/86141 A1 verwiesen. As a general state of the art, reference is made to DE 42 16 050 A1, DE 33 06 755 A1 and WO 01/86141 A1.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Windenergieanlagen- Azimut- oder Pitchantrieb vorzusehen, welcher über ein geringeres Spiel und über einen geringeren Verschleiß verfügt. It is thus an object of the present invention to provide a wind turbine, azimuth or pitch drive which has less clearance and less wear.
Diese Aufgabe wird durch einen Windenergieanlagen-Azimut- oder Pitchantrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a wind turbine-azimuth or pitch drive according to claim 1.
Somit wird ein Windenergieanlagen-Azimut- oder Pitchantrieb mit einem Wanderwellen- antrieb vorgesehen. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Wanderwellenantrieb einen Außenring, einen Innenring, einen am Innenring vorgesehenen flexiblen Ring und eine Mehrzahl von Linearantrieben am Umfang des Innenrings auf. Die Linearantriebe wirken mit dem flexiblen Ring zusammen und bei Aktivierung der Linearantriebe wird der flexible Ring derart deformiert, dass der flexible Ring zumindest zeitweilig lokal vom Innenring abhebt. Eine Ansteuerung der Linearantriebe erfolgt derart, dass die Linearantriebe am Umfang des Innenrings nacheinander betätigt werden. Thus, a wind turbine azimuth or pitch drive is provided with a traveling wave drive. According to one aspect of the present invention, the traveling wave drive has an outer ring, an inner ring, a flexible ring provided on the inner ring and a plurality of linear drives on the circumference of the inner ring. The linear actuators interact with the flexible ring and upon activation of the linear drives, the flexible ring is deformed such that the flexible ring at least temporarily lifts off the inner ring locally. An activation of the linear drives takes place in such a way that the linear drives are actuated successively on the circumference of the inner ring.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der flexible Ring zumindest teilweise einen keilförmigen Querschnitt auf. Der keilförmige Abschnitt des flexiblen Rings ist in dem Innenring verspannt und wirkt mit den Linearantrieben derart zusammen, dass der flexible Ring bei Betätigung der Linearantriebe lokal nach außen gedrückt wird. According to one aspect of the present invention, the flexible ring at least partially has a wedge-shaped cross-section. The wedge-shaped portion of the flexible ring is clamped in the inner ring and cooperates with the linear drives in such a way that the flexible ring is pressed locally on actuation of the linear drives to the outside.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Linearantrieb hydraulisch oder elektrisch betätigt. According to one aspect of the present invention, the linear actuator is actuated hydraulically or electrically.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Antrieb optional eine Mehrzahl von Mitnehmereinheiten entlang des Umfangs auf, welche jeweils an dem flexiblen Ring und dem Außenring befestigt sind. According to another aspect of the present invention, the drive optionally has a plurality of follower units along the circumference, which are respectively secured to the flexible ring and the outer ring.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen mittenfreien Antrieb mit einem Wanderwellenantrieb. The invention also relates to a mid-free drive with a traveling wave drive.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Windenergieanlage mit mindestens einem oben beschriebenen Windenergieanlagen-Azimut- oder Pitchantrieb. Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, einen Wanderwellenantrieb als Azimutantrieb oder als Pitchantrieb einer Windenergieanlage vorzusehen. Ein derartiger Wanderwellenantrieb weist keine Verzahnung auf, sondern beispielsweise einen elastischen, als Rotor ausgestalteten Ring, welcher konzentrisch zu einem steifen, als Stator ausgestalteten Ring angeordnet ist. Radial angeordnete Stößel und Linearantriebe verformen den elasti- sehen Ring des Rotors lokal derart, dass eine Welle relativ zum Stator umläuft. Durch diese Walkbewegung entsteht eine Relativbewegung zwischen Rotor und Stator und somit eine Drehbewegung. The invention also relates to a wind energy plant with at least one wind turbine-azimuth or pitch drive described above. The invention is based on the idea of providing a traveling wave drive as an azimuth drive or as a pitch drive of a wind energy plant. Such a traveling wave drive has no toothing, but for example, an elastic, designed as a rotor ring, which is arranged concentrically to a stiff, designed as a stator ring. Radially arranged plunger and linear drives deform the elastic see ring of the rotor locally such that a shaft rotates relative to the stator. By this Walk movement creates a relative movement between the rotor and stator and thus a rotational movement.
Durch die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wanderwellenantriebs, des Außenrings, des Innenrings, des flexiblen Rings sowie der Linearantriebe kann bei Betätigung der Linearantriebe (und dem Zusammenwirken der Linearantriebe mit dem Fiexring) der Fiexring einen geringfügig größeren Umfang aufweisen als der Innenring. Hierdurch kann sich der Fiexring relativ zum Innenring (um die Umfangsdifferenz) drehen. Due to the configuration of the traveling wave drive according to the invention, the outer ring, the inner ring, the flexible ring and the linear drives can when actuated the linear drives (and the interaction of the linear drives with the Fiexring) of the Fiexring have a slightly larger circumference than the inner ring. As a result, the Fiexring relative to the inner ring (around the circumference difference) rotate.
Ein Wanderwellenantrieb ist vorteilhaft, da er eine geringe Drehzahl, eine hohe Drehsteif- igkeit, eine Spielfreiheit und eine Überlastungssicherheit gewährleisten kann. A traveling wave drive is advantageous because it can ensure a low speed, a high torsional stiffness, a backlash and overload safety.
Ein derartiger Antrieb kann alternativ zu einem Windenergieanlagen-Azimutantrieb auch für andere Antriebe verwendet werden, die langsam laufen und große Drehmomente übertragen müssen. Such a drive can be used as an alternative to a wind turbine azimuth drive for other drives that run slowly and must transmit large torques.
Ferner kann ein Wanderwellenantrieb gemäß der Erfindung mittenfrei ausgestaltet sein, so dass z. B. Kabel und/oder Monteur durch die Mitte Zugang zu dem gesamten Antrieb sowie den anschließenden Räumlichkeiten haben. Dieser Antrieb kann zum Antreiben oder Drehen von Gewichten von > 1 t verwendet werden. Furthermore, a traveling wave drive according to the invention may be designed without a center, so that z. B. cable and / or mechanic through the middle access to the entire drive and the subsequent premises have. This drive can be used to drive or rotate weights> 1t.
Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung eines Wanderwellenantriebs als ein Antrieb für langsam laufende und hohe Drehmomente aufbringende Antriebe. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. The invention also relates to the use of a traveling wave drive as a drive for low-speed and high torque applying drives. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Advantages and embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Wanderwellenmotors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 shows a schematic representation of a traveling wave motor according to a first exemplary embodiment,
Fig. 2A  Fig. 2A
bis 2C zeigen jeweils eine schematische Ansicht eines Wanderwellenmotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zu unterschiedlichen Zeiten, 2C each show a schematic view of a traveling wave motor according to the first embodiment at different times,
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Wanderwellenmotors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 3 is a perspective sectional view of a traveling wave motor according to a second embodiment;
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Druckerzeugungseinheit für den Wanderwellenmotor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, 4 is a schematic sectional view of a pressure generating unit for the traveling wave motor according to the second embodiment;
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Wanderwellenmotors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Ansicht einer Windenergieanlage mit einer teilweise aufgeschnittenen Gondel. FIG. 5 is a schematic sectional view of a traveling wave motor according to a third embodiment; and FIG Fig. 6 shows a simplified view of a wind turbine with a partially cut gondola.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Wanderwellenantriebs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Wanderwellenantrieb weist einen Außenring 100, einen Innen- ring 200, eine Anzahl von Stößeln bzw. Linearantrieben 300, einen Flexring bzw. verformbaren Ring 400 und optional eine Mehrzahl von Mitnehmern 500 auf, welche an dem Flexring 400 und dem Außenring 100 befestigt sind. In Fig. 1 sind acht Stößel 301 - 308 gezeigt. Die Stößel können ebenfalls als Linearantriebe ausgestaltet sein. Fig. 1 shows a schematic view of a traveling wave drive according to a first embodiment. The traveling wave drive has an outer ring 100, an inner ring 200, a number of plungers or linear drives 300, a flexible ring 400 and optionally a plurality of drivers 500, which are fastened to the flex ring 400 and the outer ring 100. In Fig. 1, eight plungers 301-308 are shown. The plungers can also be designed as linear drives.
Wenn die Stößel bzw. Linearantriebe 300 nicht betätigt sind, liegt der Flexring 400 an dem Innenring 200 an. Die Stößel bzw. Linearantriebe 301 - 308 werden nacheinander angesteuert, so dass der Flexring bzw. die Angriffsstellen 401 - 408, an denen die Stößel 301 , 308 angreifen, durch Betätigung der jeweiligen Stößel bzw. Linearantriebe 300 lokal von dem Innenring 200 weggedrückt werden bzw. der Flexring 400 wird an diesen Stellen (lokal) verformt. Dadurch, dass die Stößel bzw. Linearantriebe 300 - 308 nacheinander angesteuert werden, wird der Flexring an den am Umfang befindlichen Punkten 401 - 402 derart verformt, dass die verformten Stellen in Form einer Wanderwelle relativ zum Stator (Außenring) 100 umlaufen. When the plungers or linear drives 300 are not actuated, the flex ring 400 bears against the inner ring 200. The plungers or linear drives 301-308 are actuated one after the other so that the flex ring or the points of attack 401-408 on which the plungers 301, 308 engage are locally pressed away from the inner ring 200 by actuation of the respective plungers or linear drives 300 The flex ring 400 is deformed (locally) at these locations. As a result of the plungers or linear drives 300 - 308 being actuated in succession, the flex ring is deformed at the points 401 - 402 located at the circumference in such a way that the deformed points in the form of a traveling wave circulate relative to the stator (outer ring) 100.
Der Außenring 100 weist einen Referenzpunkt 101 , der Innenring 200 weist einen Referenzpunkt 201 und der Flexring 400 weist einen Referenzpunkt 401 auf. In Fig. 1 sind alle drei Referenzpunkte 101 , 201 , 301 in der Zwölf-Uhr-Position gezeigt. Während die Stößel bzw. Linearantriebe 303 - 307 nicht aktiviert sind, sind die Stößel bzw. Linearantriebe 301 , 302 und 308 aktiviert bzw. teilweise aktiviert. Die Stößel bzw. Linearantriebe 300 sind in Kontakt mit dem Flexring 400. Bei Betätigung der Stößel bzw. Linearantriebe 300 kann der Flexring zumindest an einigen Stellen den Innenring 200 abdrücken bzw. ver- formen, so dass der Flexring 400 an diesen Stellen (lokal) nicht mehr in Kontakt ist mit dem Innenring 200. The outer ring 100 has a reference point 101, the inner ring 200 has a reference point 201 and the flex ring 400 has a reference point 401. In Fig. 1, all three reference points 101, 201, 301 are shown in the twelve o'clock position. While the plungers or linear drives 303-307 are not activated, the plungers or linear drives 301, 302 and 308 are activated or partially activated. The plungers or linear drives 300 are in contact with the flex ring 400. When the plungers or linear drives 300 are actuated, the flex ring can press off or deform the inner ring 200 at least in some places, so that the flex ring 400 is (locally) at these locations. no longer in contact with the inner ring 200.
Fig. 2A - 2C zeigen jeweils eine schematische Ansicht des Wanderwellenantriebs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In den Fig. 2A, 2B und 2C ist jeweils ein Außenring bzw. Stator 100, ein Innenring bzw. Rotor 200, ein Flexring bzw. flexibler Ring 400 sowie eine Mehrzahl von Stößeln bzw. Linearantrieben 300 gezeigt. Durch Aktivierung der einzelnen Stößel bzw. Linearantriebe 300 kann auf den Flexring 400 derart eingewirkt werden, dass sich der Flexring an den angegriffenen Stellen (lokal) verformt und sich somit von dem Innenring 200 löst. In den Fig. 2A, 2B und 2C sind drei verschiedene Zeitpunkte während eines Betriebs des Wanderwellenantriebs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Der in Fig. 2A gezeigte Zustand entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 1 gezeigten Zustand. In Fig. 2A sind die Referenzpunkte 101 , 201 und 401 genau in einer Zwölf-Uhr-Position. Der Außenring 100 steht, der Innenring 200 steht und die Wanderwelle steht ebenfalls. 2A-2C each show a schematic view of the traveling wave drive according to the first embodiment. FIGS. 2A, 2B and 2C respectively show an outer ring or stator 100, an inner ring or rotor 200, a flexible ring or flexible ring 400 and a plurality of rams or linear drives 300. By activating the individual plungers or linear drives 300, the flex ring 400 can be acted upon in such a way that the flex ring deforms (locally) at the points under attack thus released from the inner ring 200. In FIGS. 2A, 2B and 2C, three different timings are shown during operation of the traveling wave drive according to the first embodiment. The state shown in Fig. 2A substantially corresponds to the state shown in Fig. 1. In Fig. 2A, the reference points 101, 201 and 401 are exactly in a twelve o'clock position. The outer ring 100 is, the inner ring 200 is and the traveling wave is also.
In Fig. 2B ist ein Zeitpunkt gezeigt, bei dem der Außenring 100 um 11 ,25° gewandert ist. Die Wanderwelle ist hierbei beispielsweise um 90° gewandert und der Innenring 200 steht fest. Somit ist in Fig. 2B eine Situation gezeigt, in der die Referenzpunkte 101 , 201 und 401 sich nicht mehr in der gleichen Position befinden. Während in der in Fig. 2A gezeigten Situation die Stößel bzw. Linearantriebe 301 , 302, 308 aktiviert worden sind, sind in Fig. 2B die Stößel bzw. Linearantriebe 302, 303 und 304 aktiviert. Die Stößel 301 - 308 greifen jetzt an zweite Angriffspunkte 401a - 408a an. Somit sind die Punkte 401 - 408 auf dem Flexring 400 jeweils um 11 ,25° gewandert. Fig. 2C zeigt einen weiteren Zeitpunkt bei der Wanderung der Wanderwelle. Nunmehr sind die Stößel bzw. Linearantriebe 304 - 306 aktiviert. Der Außenring ist um 22,5° und die Wanderwelle ist um 180° gewandert. Somit greifen die Stößel 301 - 308 jeweils an die Angriffspunkte 401 b - 408b an. In Fig. 2B, a time is shown, in which the outer ring 100 has moved by 11, 25 °. The traveling wave is in this case, for example, moved by 90 ° and the inner ring 200 is fixed. Thus, in Fig. 2B, a situation is shown in which the reference points 101, 201 and 401 are no longer in the same position. While in the situation shown in FIG. 2A the plungers or linear drives 301, 302, 308 have been activated, in FIG. 2B the plungers or linear drives 302, 303 and 304 are activated. The plungers 301-308 now engage second points of attack 401a-408a. Thus, the points 401-408 on the flex ring 400 have each moved by 11, 25 °. Fig. 2C shows another time point in the migration of the traveling wave. Now the rams or linear drives 304-306 are activated. The outer ring is 22.5 ° and the traveling wave has moved 180 °. Thus, the plungers 301-308 each engage the engagement points 401b-408b.
In den Fig. 2A - 2C ist somit zu sehen, dass durch die Verformung, welche durch die Aktivierung der Stößel bzw. Linearantriebe hervorgerufen wird, der Flexring in seiner Position wandert. It can thus be seen in FIGS. 2A-2C that the flex ring moves in its position due to the deformation caused by the activation of the plungers or linear drives.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Wanderwellenantriebs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Wanderwellenantrieb weist einen Außenring bzw. Rotor 100, einen Innenring bzw. Stator 200, einen Flexring bzw. flexiblen Ring 400 sowie eine Anzahl von Linearantrieben bzw. Stößeln 300 auf. Der Innenring 200 und der Flexring 400 sind konzentrisch zu dem Außenring 100 angeordnet. Die Linearantriebe bzw. Stößel 300 werden gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hydraulisch betrieben. Alternativ dazu sind aber auch andere Antriebe (z. B. elektrische) möglich. Dazu sind die Linearantriebe bzw. Stößel 300 über eine Hydraulikleitung 310 mit einer Hydraulikeinheit verbunden. Bei einer Aktivierung der Linearantriebe bzw. Stößel 300 (vorzugsweise in radialer Richtung) wird der Flexring 400 an dieser Stelle verformt, d. h. er hebt lokal vom Innenring 200 ab. Nach einer Deaktivierung der Stößel bzw. Linearantriebe 300 wird die Verformung des Flexrings wieder rückgängig gemacht und es besteht wieder ein Form- schluss zwischen Flexring und Innenring 200. Die im bzw. am Innenring 200 vorgesehene Mehrzahl von Linearantrieben bzw. Stößeln 400 wird vorzugsweise mit einer hohen Schaltfrequenz betrieben. Durch die Welle im Flexring 400 hat dieser einen geringfügig größeren Umfang als der Innenring 200. Ist die Welle eine volle Umdrehung umgelaufen, hat sich der Flexring 400 relativ zum Innenring um diese Umfangsdifferenz gedreht. Die Mitnehmer 500 können die Drehbewegung auf den Außenring 100 übertragen. Fig. 3 shows a perspective sectional view of a traveling wave drive according to a second embodiment. The traveling wave drive has an outer ring or rotor 100, an inner ring or stator 200, a flex ring or flexible ring 400 and a number of linear drives or plungers 300. The inner ring 200 and the flex ring 400 are arranged concentrically with the outer ring 100. The linear drives or plungers 300 are hydraulically operated according to the second embodiment. Alternatively, however, other drives (eg electrical) are possible. For this purpose, the linear drives or plunger 300 are connected via a hydraulic line 310 to a hydraulic unit. Upon activation of the linear drives or plunger 300 (preferably in the radial direction) of the flex ring 400 is deformed at this point, ie it lifts locally from Inner ring 200 from. After deactivation of the plunger or linear drives 300, the deformation of the flex ring is reversed again and there is again a positive fit between the flex ring and inner ring 200. The plurality of linear drives or plungers 400 provided in or on the inner ring 200 is preferably provided with a operated high switching frequency. By the shaft in the flex ring 400 this has a slightly larger circumference than the inner ring 200. If the shaft has been rotated one full turn, the flex ring 400 has rotated relative to the inner ring by this circumferential difference. The drivers 500 can transmit the rotational movement to the outer ring 100.
Der Flexring 400 ist vorzugsweise im Querschnitt keilförmig ausgestaltet. Der keilförmige Abschnitt 410 des Flexrings 400 kann beispielsweise von einem unteren und oberen Abschnitt 210, 220 eingeklemmt bzw. festgeklemmt werden. Dies sollte jedoch derart erfolgen, dass eine Verformung des Flexrings in radialer Richtung (mit kleinen Hüben bzw. Auslenkungen) möglich ist. The flex ring 400 is preferably wedge-shaped in cross-section. The wedge-shaped portion 410 of the flex ring 400 may be clamped by, for example, a lower and upper portion 210, 220. However, this should be done so that a deformation of the flex ring in the radial direction (with small strokes or deflections) is possible.
Fig. 4 zeigt eine Perspektive Schnittansicht einer Druckerzeugungseinheit für die Linearantriebe bzw. Stößel gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Druckerzeugungseinheit 500 ist über die Hydraulikschläuche 310 mit den jeweiligen Stößeln bzw. Linearantrieben 300 (z. B. gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel) verbunden. Die Druckerzeugungseinheit 500 weist eine Vielzahl von Stößeln 520 auf, welche jeweils mit einem Volumen 510 in Wirkverbindung stehen, das wiederum über die Hydraulikschläuche 310 mit den Stößeln 300 in Wirkverbindung steht. Durch Betätigung der Stößel 520 wird das Volumen 510 reduziert, so dass der Druck innerhalb der Hydraulikleitung 310 ansteigt und der Stößel bzw. Linearantrieb 300 am Ende des Hydraulikschlauches 310 betätigt wird. Die Druckerzeugungseinheit weist ferner eine Mehrzahl von Betätigungseinheiten 530 auf. Beispielsweise können vier Betätigungseinheiten 530 vorgesehen werden. Alternativ dazu sind aber auch mehr oder weniger möglich. Die Betätigungseinheiten 530 können auf einem drehbaren Abschnitt 540 angeordnet sein. Dieser drehbare Abschnitt 540 kann durch einen Elektromotor 550 angetrieben werden. Wenn der Elektromotor 550 den drehbaren Abschnitt 540 antreibt, werden die Betätigungseinheiten 530 rotieren und nachfolgend die Stößel 520 betätigen, so dass sie jeweils nach innen gedrückt und die Volumina 510 somit komprimiert und die Stößel bzw. Linearantriebe 300 aktiviert werden. Fig. 4 is a perspective sectional view of a pressure generating unit for the linear actuators or plunger according to the second embodiment. The pressure generating unit 500 is connected via the hydraulic hoses 310 to the respective tappets or linear drives 300 (eg, according to the second embodiment). The pressure generating unit 500 has a plurality of plungers 520, which are in each case in operative connection with a volume 510, which in turn is in operative connection via the hydraulic hoses 310 with the plungers 300. By actuating the plunger 520, the volume 510 is reduced, so that the pressure within the hydraulic line 310 increases and the plunger or linear actuator 300 is actuated at the end of the hydraulic hose 310. The pressure generating unit further comprises a plurality of actuator units 530. For example, four actuator units 530 may be provided. Alternatively, but also more or less possible. The actuators 530 may be disposed on a rotatable portion 540. This rotatable portion 540 may be driven by an electric motor 550. When the electric motor 550 drives the rotatable portion 540, the actuators 530 will rotate and subsequently actuate the plungers 520 to respectively push inwardly and thus compress the volumes 510 and activate the plungers or linear actuators 300, respectively.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Wanderwellenantriebs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Hierbei kann der Wanderwellenantrieb gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel auf dem Wanderwellenantrieb gemäß dem ersten oder zwei- ten Ausführungsbeispiel beruhen. Fig. 5 zeigt insbesondere die Baugruppe aus Fig. 3, nur dass in Fig. 5 der Außenring halbtransparent dargestellt ist. Der Wanderwellenantrieb weist einen Außenring 100, einen Innenring 200, eine Anzahl von Stößeln bzw. Linearantrieben 300 und einen Flexring 400 sowie eine Anzahl von Mitnehmern 500 auf. Die Stößel 300 sind über Hydraulikleitungen 310 beispielsweise mit einer Druckerzeugungseinheit verbunden, so dass die Stößel bzw. Linearantriebe 300 nacheinander aktiviert werden, so dass sie den Flexring 400 an dieser Stelle zumindest zeitweilig verformen und lokal von dem Innenring abheben, so dass eine Wanderwelle entsteht. Mittels der Mitnehmer 500 ist der Flexring 400 mit dem Außenring 100 gekoppelt. Diese Mitnehmer können beispielsweise V-förmig ausgestaltet sein, wobei die beiden freien Enden an dem Außenring 100 befestigt werden können, während das spitze Ende an dem Flexring 400 befestig werden kann. Alternativ dazu sind auch andere Ausgestaltungen des Mitnehmers möglich. So kann der Mitnehmer 500 beispielsweise auch als eine Stange 500 ausgestaltet sein. Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Ansicht einer Windenergieanlage mit einer teilweise aufgeschnittenen Gondel. Die Windenergieanlage weist einen Turm 10, eine darauf angebrachte Gondel 20, mindestens ein Rotorblatt 30, eine Nabe 40, einen Generator 50 sowie einen Maschinenträger 60 auf. Der Maschinenträger 60 ist durch einen Azimutantrieb 70 drehbar auf einem Kopf des Turms 10 gelagert. Der Azimutantrieb 70 dient der Azimutnachführung bzw. der Windrichtungsnachführung der Gondel. Durch den Azimutantrieb bzw. die Windrichtungsnachführung kann die Gondel zusammen mit dem Maschinenträger derart verfahren werden, dass die Rotorblätter immer in einem optimalen Winkel zur Hauptwindrichtung vorgesehen sind. Der Azimutantrieb 70 der in Fig. 6 gezeigten Windenergieanlage kann als ein Wanderwellenantrieb gemäß dem ersten, zwei- ten oder dritten Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein. Fig. 5 shows a perspective sectional view of a traveling wave drive according to a third embodiment. Here, the traveling wave drive according to the third embodiment on the traveling wave drive according to the first or second th embodiment are based. Fig. 5 shows in particular the assembly of Fig. 3, except that in Fig. 5, the outer ring is shown semi-transparent. The traveling wave drive has an outer ring 100, an inner ring 200, a number of rams or linear drives 300 and a flex ring 400 and a number of carriers 500. The plungers 300 are connected via hydraulic lines 310, for example with a pressure generating unit, so that the plunger or linear actuators 300 are activated sequentially, so that they deform the flex ring 400 at this point at least temporarily and lift off locally from the inner ring, so that a traveling wave is formed. By means of the driver 500, the flex ring 400 is coupled to the outer ring 100. These drivers may for example be configured V-shaped, wherein the two free ends can be attached to the outer ring 100, while the pointed end can be attached to the flex ring 400. Alternatively, other embodiments of the driver are possible. For example, the driver 500 can also be configured as a rod 500. Fig. 6 shows a simplified view of a wind turbine with a partially cut gondola. The wind energy installation has a tower 10, a gondola 20 mounted thereon, at least one rotor blade 30, a hub 40, a generator 50 and a machine carrier 60. The machine carrier 60 is rotatably supported by an azimuth drive 70 on a head of the tower 10. The azimuth drive 70 serves for the azimuth tracking or the wind direction tracking of the nacelle. Through the azimuth drive or the wind direction tracking, the nacelle can be moved together with the machine carrier such that the rotor blades are always provided at an optimum angle to the main wind direction. The azimuth drive 70 of the wind turbine shown in FIG. 6 may be configured as a traveling wave drive according to the first, second or third embodiment.
Die oben beschriebenen Wanderwellenantriebe können beispielsweise bei einem Azimutantrieb oder einem Pitchantrieb einer Windenergieanlage verwendet bzw. implementiert werden. Alternativ dazu kann der Wanderwellenantrieb gemäß der Erfindung auch bei anderen Antrieben verwendet werden. Insbesondere kann der Wanderwellenantrieb bei einem mittenfreien, sich langsam drehenden Antrieb verwendet bzw. implementiert werden. The traveling wave drives described above can be used or implemented, for example, in an azimuth drive or a pitch drive of a wind energy plant. Alternatively, the traveling wave drive according to the invention can also be used in other drives. In particular, the traveling wave drive can be used or implemented in a mid-free, slowly rotating drive.

Claims

Ansprüche claims
1. Windenergieanlagen-Azimut- oder Pitchantrieb, mit 1. Wind turbine-azimuth or pitch drive, with
einem Wanderwellenantrieb.  a traveling wave drive.
2. Azimut- oder Pitchantrieb nach Anspruch 1 , wobei der Wanderwellenantrieb einen Außenring (100), einen Innenring (200), einen am Innenring (200) vorgesehenen flexiblen2. Azimuth or pitch drive according to claim 1, wherein the traveling wave drive an outer ring (100), an inner ring (200), one on the inner ring (200) provided flexible
Ring (400) und eine Mehrzahl von Linearantrieben (300) am Umfang des Innenrings (200) aufweist, Ring (400) and a plurality of linear drives (300) on the circumference of the inner ring (200),
wobei die Linearantriebe (300) mit dem flexiblen Ring (400) zusammenwirken und bei Aktivierung den flexiblen Ring (400) derart deformieren, dass der flexible Ring (400) zumindest zeitweilig lokal vom Innenring (200) abhebt,  the linear drives (300) cooperating with the flexible ring (400) and deforming the flexible ring (400) when activated such that the flexible ring (400) at least temporarily lifts it off the inner ring (200),
wobei eine Ansteuerung der Linearantriebe (300) derart erfolgt, dass die Linearantriebe am Umfang des innenrings (200) nacheinander betätigt werden.  wherein a control of the linear drives (300) takes place in such a way that the linear drives are actuated successively on the circumference of the inner ring (200).
3. Azimut- oder Pitchantrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei der flexible Ring (400) zumindest teilweise einen keilförmigen Querschnitt aufweist, 3. Azimuth or pitch drive according to claim 1 or 2, wherein the flexible ring (400) at least partially has a wedge-shaped cross-section,
wobei der keilförmige Abschnitt des flexiblen Rings in dem Innenring (200) verspannt ist und mit den Linearantrieben (300) derart zusammenwirkt, dass der flexible Ring (400) bei Betätigung der Linearantriebe lokal nach außen gedrückt wird.  wherein the wedge-shaped portion of the flexible ring in the inner ring (200) is braced and with the linear drives (300) cooperates such that the flexible ring (400) is pressed locally on actuation of the linear drives.
4. Azimut- oder Pitchantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Linearantrieb hydraulisch betätigt wird. 4. Azimuth or pitch drive according to one of claims 1 to 3, wherein the linear drive is hydraulically actuated.
5. Azimut- oder Pitchantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Mehrzahl von Mitnehmereinheiten (500) entlang des Umfangs angeordnet ist und jeweils an dem flexiblen Ring (400) und an dem Außenring (100) befestigt ist. 5. An azimuth or pitch drive according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of follower units (500) is arranged along the circumference and is respectively secured to the flexible ring (400) and to the outer ring (100).
6. Mittenfreier Antrieb mit einem Wanderwellenantrieb. 6. Center-free drive with a traveling wave drive.
7. Windenergieanlage mit mindestens einem Windenergieanlagen-Azimut- oder Pitchantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6. 7. Wind energy plant with at least one wind turbine-azimuth or pitch drive according to one of claims 1 to 6.
8. Verwendung eines Wanderwellenantriebes als Azimut- oder Pitchantrieb einer Windenergieanlage. 8. Use of a traveling wave drive as azimuth or pitch drive a wind turbine.
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