JP2005501195A - ２つの構造部材を相互に回転する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風エネルギ設備のボスに対して風エネルギ設備のロータブレードを回転する装置の軸受および駆動装置の潤滑を改善する。
【解決手段】風力エネルギ装置のハブに対して該風力エネルギ装置のロータブレードを回転する装置であって、構造部材間の軸受と、該回転を作動し該ロータブレードのピッチ角度を調節する歯車駆動装置とを有するよう構成された回転装置において、前記歯車駆動装置（１０、１２、１４）の歯車（１６）及び前記軸受（１８）が、潤滑剤チャンバ（２０）の空間領域に配されること、及び前記軸受（１８）を介して潤滑剤が供給されることを特徴とする。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力エネルギ装置のハブに対して風力エネルギ装置のロータブレードを回転する装置であって、構造部材間の軸受と、該回転を作動ないし駆動し風力エネルギ装置のロータブレードのピッチ角度を調節する歯車駆動装置（機構ないしシステム）とを有するよう構成された装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある装置において２つの構造部材を互いに対し回転するために、該２つの構造部材は互いに対し回転自在に軸支されなければならいが、これは、良く知られているように、例えばすべり軸受又はころがり軸受によって実現することができる。軸受の摩耗をできる限り少なくするために、良く知られているように、軸受を潤滑することが必要となる。２つの構造部材間において回転を生成するためには、更に、良く知られているように、例えば歯車伝動装置によって実現することができるような駆動機構が必要である。このような歯車伝動装置では、ごく僅かなトルクしか伝達できないプラスチック製歯車は使用されないという限りにおいて、そのような伝動装置の場合も、摩耗を回避するための潤滑が必要となる。
【０００３】
このような潤滑を行うために、この種の装置には、良く知られているように、潤滑剤が供給される。尤も、潤滑剤の供給は、例えばころがり軸受に関していわゆる耐用期間潤滑として知られているような装置の組み立て時にのみ行われるか、或いは一定の間隔を置いて行われる（なお、その都度、通常は熟練者による整備作業が必要となる）。
【０００４】
ここで、一般的に、以下の刊行物を先行技術として指摘することができる：ＤＥ ３６ ２５８４０ Ａ１、ＤＥ １９６ ３４ ０５９ Ｃ１；ＤＥ ２００ ２１ ０２６ Ｕ１；ＤＥ ４４ ３２ ９８６ Ａ１；ＤＥ ３７ ３２ ７３０ Ｃ１；ＤＥ ４４ ４４ ５３５ Ａ１。これらの刊行物は、とりわけ、本発明の技術的背景をも明示するものである。
【０００５】
【特許文献１】
ＤＥ ３６ ２５８４０ Ａ１
【特許文献２】
ＤＥ １９６ ３４ ０５９ Ｃ１
【特許文献３】
ＤＥ ２００ ２１ ０２６ Ｕ１
【特許文献４】
ＤＥ ４４ ３２ ９８６ Ａ１
【特許文献５】
ＤＥ ３７ ３２ ７３０ Ｃ１
【特許文献６】
ＤＥ ４４ ４４ ５３５ Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２つの構造部材を互いに対し回転するための装置の特別な応用例の１つに、いわゆるピッチ角度、即ちロータが整列される風向きに対するロータブレードの仰角を調節するために、風力エネルギ装置のロータブレードに対してブレード縦軸線のまわりで風力エネルギ装置のロータブレードを回転する装置がある。この装置では、風によってロータブレードに生成される力が軸受にかなり大きな曲げモーメントを加えるため、当該回転時には、摩耗もネガティブな影響を受ける。更に、回転駆動装置は、とりわけこのかなり大きな曲げモーメントのために、大きな回転モーメントを生成しなければならないが、当該回転駆動装置のために、軸受も設置されるブレード基部においては、比較的小さな構造空間しか利用することができない。軸受にも回転駆動装置にも必要な潤滑は、例えば過度の摩耗による損傷及びその結果としての作動不能により破局的な結果が生じうるので、とりわけクリティカルに、従ってとりわけ入念に（緻密に）行わなければならない。しかしながら、潤滑すべき領域へのアクセスは困難なので、潤滑を入念に行おうとすると極めて手間が掛からざるを得ない。
【０００７】
それゆえ、本発明の課題は、風力エネルギ装置のハブに対して風力エネルギ装置のロータブレードを回転する装置において、軸受及び（回転ないし歯車）駆動装置の潤滑を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題は、本発明の一視点により、請求項１に記載の特徴を有する装置によって解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態は、従属請求項に記載されている。
【００１０】
本発明によれば、第１の構造部材を第２の構造部材に対して回転する装置において、該２つの構造部材間の軸受及び該回転の駆動（作動）装置の歯車が潤滑剤チャンバの空間領域に配される。従って、潤滑されるべき軸受（ないしその転動体）及び潤滑されるべき歯車は、場所的に互いに近接して（密に）配置されるため（即ち、中心軸線ないし回転軸線に関するころがり軸受の直径及び歯車の直径と比すと、軸受ないし転動体と歯車との間の間隔ないし距離は極めて小さいので）、歯車及び／又は軸受に供給される潤滑剤は、該軸受と該歯車との間で分配及び交換されることが可能となる。潤滑剤は、まず、軸受に供給され、次いで、軸受から歯車へ分配されるのが好ましい。
【００１１】
とりわけ本発明の装置の軸受及び歯車を同軸的に及び／又は実質的にそれらの軸線に垂直な平面に配する場合は−これは、例えば風力エネルギ装置のロータブレードのピッチ角度を調節する本発明の装置の好ましい一実施形態であるが−潤滑剤が潤滑剤チャンバを介して転動体（複数）から歯列（形成部）へ分配可能となるよう、回転（歯車）駆動装置（機構ないしシステム）の歯車の複数の歯（歯列）と、とりわけ２列のころがり軸受（玉軸受）等の好ましいころがり軸受の複数の転動体は、本発明の装置の横断面において潤滑剤チャンバの壁によって包囲され互いに近接して（即ち、中心軸線ないし回転軸線に関するころがり軸受の直径及び歯車の直径と比して極めて小さい間隔ないし距離で）並んで配置される。
【００１２】
以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１３】
図１に、風力エネルギ装置のハブ８に対して風力エネルギ装置のロータブレード（図示してない）のブレード基部４をロータブレード縦軸線６のまわりに回転する装置２の一例を示した。図１には、とりわけ伝動装置１２を介して回転を駆動する電動機１０も見出すことができる。この装置では、伝動装置１２のピニオン１４は、歯車１６に噛合するが、この歯車１６は、図１の部分Ａを拡大して示した図２からより良く理解することができる。２列の玉軸受（ころがり軸受）１８の形態での回転軸受（回転支承体）も、図２からとりわけ明確に見出すことができる。
【００１４】
更に、図１及び図２から明らかに見出すことができる通り、軸線６（図１）に関するころがり軸受１８及び歯車１６の直径と比べると、横断面（図２）におけるころがり軸受１８の複数の転動体（以下「転動体」を符号「１８」で示すこともある）と歯車１６の歯列（以下「歯列」を符号「１６」で示すこともある）との間の間隔は極めて小さい。図２に示した横断面には、ころがり軸受１８及び歯列１６は、潤滑剤チャンバ２０の空間領域に配される。グリース（潤滑剤）は、この潤滑剤チャンバ２０によって、転動体１８から短い経路を介し十分な量で歯列１６に分配できる。即ち、潤滑剤チャンバ２０は、半径方向外方に延在する２つの壁領域（壁部分）２２、２４（壁領域の一方２２は、ロータブレード基部４に固定され、壁領域の他方２４は、ロータハブ８に固定される。）を有し且つ軸線６に関してころがり軸受１８及び歯車１６と同軸的に配される円環状チャンバである。壁領域２２、２４は、ロータブレード４及びハブ８と一緒の２つの壁部分２２、２４の回転を可能とし且つシールリング２８によって封止される間隙２６によって互いに分離される。２つの壁領域２２及び２４の間の分離空隙は半径方向内方へ延在してころがり軸受１８の２つの軸受ブッシュ（シェル）間の空隙と接続し、ここ（軸受ブッシュ間の空隙の一端部）で軸受シール部材３０によって封止される。
【００１５】
図３に、ころがり軸受１８の下面を簡略的に示した。このころがり軸受１８には、複数のボア１９が形成されている。これらボア１９の大半は、貫通ボアである。しかしながら、これらボアの一部は、ポケットボア（ないし袋穴：Sackbohrung）として構成されている。ころがり軸受は、貫通ボアを介して対応する軸受押え（軸受支持体）に螺着され、他方、図３に黒塗りの円で示したポケットボアは、軸受押えに固定するためではなく、ころがり軸受のために潤滑剤を供給するために設けられる。
【００１６】
図４に、ハブ８、ブレード基部４及びそれらの間に配されたころがり軸受１８を示した。同図において、ポケットボアは符号３５で示した。この実施例では、本発明に応じ、半径方向内側の軸受ブッシュと対応する軸受押えとの間の結合を形成するためのネジ（ボルト）は使用されず、グリースカートリッジ３２（潤滑剤貯蔵（・供給）装置）が、供給路３４を介してポケットボア３５と結合・接続される。第１のチャンネル３６及び第２のチャンネル３８が、ポケットボア３５から図４に符号１８で示した転動体（Waelzkoerper）に至るまで延在する。即ち、圧力を受けてグリースカートリッジ３２から押出された潤滑剤は、供給路３４及びポケットボア３５を介し、更にチャンネル３６、３８をそれぞれ介してころがり軸受に到達し、当該軸受を潤滑する。ころがり軸受が軸受（ないしボールベアリング）押えに密に（液密的に）着座することよって、後に押出し注入されるグリースによってころがり軸受から押出・排出されるグリースは、ころがり軸受の下面側においてのみ潤滑剤チャンバ２０内へ逸出することができる。このグリースは、潤滑剤チャンバ２０において、更に、ピッチ駆動装置の潤滑に使用される。
【００１７】
図３から明らかな通り、このような複数のポケットボアは、ころがり軸受６の周に亘って分配・形成されている。そのため、ころがり軸受１８は、周に亘って分配・形成されたこれらの６つの箇所では新鮮なグリースを含み、古い（使用済みの）グリースは、周に亘って分配・形成されたこれらの６つの位置に対応する位置から外部の潤滑剤チャンバへ排出される。かくして、全周に亘ってのブレード調節装置の潤滑が達成される。
【００１８】
本書の図３及び図４から明らかな通り、潤滑剤チャンバ２０は、一方ではブレード調節装置の潤滑を行い且つ他方ではころがり軸受の潤滑を行う潤滑剤槽ではなく、新鮮なグリース（潤滑剤）は、まず、ころがり軸受１８に供給され、ころがり軸受から排出されてから、更に、ブレード調節装置の潤滑に使用されるのである。また、仮に、潤滑剤の逆方向の流れが形成可能であるとすると、ブレード調節装置からころがり軸受１８へ粒子（粉塵）が移送され、以って、是が非でも回避しなければならないころがり軸受の損傷を引き起こすであろう。従って、潤滑剤の経路は、ころがり軸受から潤滑剤チャンバ２０へのみ（潤滑剤を）供給するが、その反対方向には（潤滑剤を）逆流して戻すことはない“一方通行路”という意味において一方向へ延在する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】風力エネルギ装置のハブに対して風力エネルギ装置のロータブレードを回転するための本発明の装置の一例の横断面図。
【図２】図１の一部（Ａ）を拡大して示した図１に示した本発明の装置の軸受及び歯車の横断面図。
【図３】ころがり軸受の一例の下面図。
【図４】本発明のグリース供給装置の一例の軸受及び歯車の横断面図。

Claims (9)

1. 風力エネルギ装置のハブに対して該風力エネルギ装置のロータブレードを回転する装置であって、構造部材間の軸受と、該回転を駆動し該ロータブレードのピッチ角度を調節する歯車駆動装置とを有するよう構成された装置において、
   前記歯車駆動装置（１０、１２、１４）の歯車（１６）及び前記軸受（１８）が、潤滑剤チャンバ（２０）の空間領域に配されること
   を特徴とする装置。
2. 前記軸受（１８）及び前記歯車（１６）は、同軸的に配置されること
   を特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記軸受（１８）及び前記歯車（１６）は、実質的に、それらの軸線（６）に垂直な平面に配されること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記軸受（１８）は、ころがり軸受であること
   を特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の装置。
5. 前記軸受（１８）は、２列のボールベアリングであること
   を特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記軸受（１８）を介して潤滑剤が供給されること
   を特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の装置。
7. 供給路（３４）を介して前記軸受（１８）と接続する潤滑剤貯蔵装置（３２）が配されること
   を特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の装置。
8. 未使用の潤滑剤が、まず、前記潤滑剤貯蔵装置から前記軸受へ供給され、その使用後、該軸受から前記潤滑剤チャンバへ供給可能に構成されること
   を特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記使用済み潤滑剤の前記潤滑剤チャンバから前記軸受への逆流が不可能となるよう構成されること
   を特徴とする請求項８に記載の装置。