JP2019518912A - ロータブレード、およびこれを備えた風力発電設備 - Google Patents

ロータブレード、およびこれを備えた風力発電設備 Download PDF

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Abstract

本発明は、風力発電設備の回転接続(1,1’,1’’)、特に、ブレード軸受け、または方位回転接続に関し、回転接続は、滑り軸受け組立体の形態であって、多数の第1滑り軸受け面(11a,11b,11c)を有する内リング(3,3’,3’’)と、滑り軸受け面の相手として第1滑り軸受け面の1つにそれぞれ関連付けされた多数の第2滑り軸受け面(13a,13b,13c)を有する外リング(5,5’,5’’)と、を備え、滑り軸受け組立体は、乾式滑り軸受け組立体の形態である。【選択図】図2a

Description

本発明は、風力発電設備の回転接続、特に、ブレード軸受け、または方位回転接続に関する。本発明は、さらに、風力発電設備のロータブレードおよび風力発電設備に関する。
一般的に、風力発電設備が知られている。様々な機能的な位置において、それらは、方位軸受けにおいて、風力発電設備のパイロンに対してポッドを旋回させるために、または、ピッチ駆動を持つロータハブと比較して、風に対するロータブレードの入射角を設定することができるように、回転接続を有している。その目的のために、風力発電設備のそれぞれの構成要素は、回転接続を用いて、互いに回転可能に装着される。含まれる高負荷のために、最新技術では、通常、単列または多列の軸受け組立体またはアキシャルおよびラジアル軸受けの組合せの形態のボール軸受けまたはトルク軸受けからそれぞれ構成されるローリング軸受け組立体が使用される。これらの種類の軸受けの一般的に満足のいく機械的効率にかかわらず、ローリング軸受けは、特定の構造的サイズを必要とし、例外なく比較的高い重量のものであり、よって、既知の風力発電設備、それらの回転接続部、および、例えば、風力発電設備のポッドまたはロータブレードのような回転接続を有する構成要素に関して、構造的なサイズおよび重量に関して改善する必要があった。
本発明によれば、回転接続は、支持軸受け、固定/自由軸受け、トルク軸受け等を排他的ではなく含む、互いに対する2部品の任意の回転移動可能な装着を示すために使用される用語である。その背景を念頭において、本発明の目的は、上述した問題に関して、本明細書の導入部に記載された種類の風力発電設備の回転接続を、最大限、改善することであった。特に、本発明の目的は、本明細書の導入部において言及された、その重量および構造的な空間に関して、その点で、耐荷重能力に極力悪影響を与える可能性がある風力発電設備の回転接続を改善することであった。
本発明は、請求項1に記載の風力発電設備の回転接続を提案することによってその目的を達成する。特に、ブレード軸受けまたは方位回転接続である風力発電設備の回転接続は、多数の第1滑り軸受け面を持つ内リングと、滑り軸受け面の相手として第1滑り軸受け面の1つとそれぞれ関連する多数の第2滑り軸受け面を持つ外リングとを有する滑り軸受け組立体の形態であって、滑り軸受け組立体は、乾式滑り軸受け組立体の形態である。本発明によって採用されるアプローチは、滑り軸受け組立体が、従来のローリング軸受け組立体よりも、著しく小さい構造スペースと実質的により軽量の構造とを可能にすることである。驚くべきことに、乾式滑り軸受け組立体は、風力発電設備の回転接続、特に、ブレード軸受けまたは方位回転接続として、非常に適していることが分かった。
本発明の有利な発展は、リングの1つ、好ましくは内リングの場合には、1つ以上、または全ての滑り軸受け面が金属の滑り軸受け面の形態である。この目的のために、金属表面は、好ましくは、1.0μm未満、好ましくは0.8μm以下の粗さRaを有する。
使用される金属材料は、好ましくは、黄銅、黄銅合金、白金、例えば、鉛、錫、アンチモン、ビスマス、銅、銅合金、特に、銅鉛鋳造合金、青銅鋳造合金、特に、鉛青銅、鉛青銅鋳造合金、鉛-錫鋳造合金、アルミニウム、アルミニウム合金、特に、アルミニウム錫鋳造合金、アルミニウム亜鉛鋳造合金、鋼、鋼合金、焼結金属、またはこれらの複数の金属材料の組み合わせである。
純粋な金属材料の代わりとして、好ましくは、例えば、セラミック−金属複合材料(サーメット)または金属−樹脂複合材料等の金属複合材料が用いられる。
あるいは、好ましくは、滑り軸受け面として、特に、例えば、セラミック焼結体(例えば、金属酸化物を構成成分として有することができる)、例えば、熱可塑性高機能ポリマ、特に、グラファイトおよび/またはPTFE添加剤を持つ可能性がある非晶質熱可塑性高機能ポリマ、例えば、ポリアミドイミド(PAI)等の高機能プラスチックのような、非金属材料が使用される。さらに好ましくは、それぞれの他のリング、好ましくは外リングの場合には、1つ以上または全ての多数の滑り軸受け面が、部分的あるいは全体的に繊維複合材料から形成されている。繊維複合材料からなる、あるいは繊維複合材料を有する滑り軸受け面は、驚くほど良好な乾式性能を享受し、よって驚くほど耐摩耗性がある。特に、エッジ負荷に関する低いレベルの感度とともに、高度の衝撃と衝撃互換性とが達成される。良好な乾式特性により、グリースまたは油のような潤滑剤の使用を省くことが可能となる。繊維複合材料の使用により、滑り軸受け組立体は、腐食性媒体に対する耐性が高く、純粋な金属の回転接続と比較して振動減衰値が改善された。ますます厳しくなっている放音ガイドラインが世界的に重要になっているため、風力発電設備の建設における重要性が増している側面は、正確には振動の減衰である。
滑り軸受け面、特に、その滑り軸受け面が部分的または全体的に繊維複合材料によって作られているリングのそれらは、好ましくは、回転接続のより容易で早い回転接続のメンテナンスがポッド内で行われるようにセグメント化された構成である。
本発明に係る回転接続の好ましい発展では、以下の材料の1つを含む多数の滑り軸受け層が、1つ以上または全ての滑り軸受け面に適用される:ポリテトラフルオロエチレン、発泡ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、グラファイト、グラフェン、またはそれらの複数の材料の組み合わせ。もし、滑り軸受け面に非金属材料が使用される場合には、好ましくは、多数の滑り軸受け層が、蒸着された金属材料から作られる。
今のところ、番号1およびその整数倍を示すために使用される本発明の文脈において「数」が参照される。好ましい実施形態では、繊維複合材料のための繊維材料が、以下の材料からなるリストから選択された材料である:炭素繊維、ガラス繊維、スチール繊維、竹繊維、または複数のこれらの材料の組合せ。
好ましくは、繊維複合材料は、織物の形態であって、マトリックス材料に埋め込まれており、マトリックス材料は、特に、熱可塑性材料、または熱硬化性材料、特に、エポキシ樹脂である。
回転接続の特に好ましい実施形態では、内リングおよび外リングは、それぞれ、ラジアル軸受け面と2つのアキシャル軸受け面とを有している。外および内リングのラジアル軸受け面は、ラジアル軸受け面を提供するために、互いに対向する関係で配向されており、一方、内リングのそれぞれの1つのアキシャル軸受け面は、アキシャルスラスト軸受けを形成するために、外リングの対応するアキシャル面に向かって配向される。
特に好ましい実施形態では、繊維複合材料のベース層を持つリング、好ましくは、外リングは、ラジアル滑り軸受け面および第1アキシャル滑り軸受け面が第1本体部に設けられ、第2アキシャル滑り軸受け面または1つ以上の別の滑り軸受け面が第2本体部または1つ以上の別の本体部に設けられている限り、2部品、または複数部品の構造である。そして、好ましくは、第2本体部または別の本体部は、1部品または複数部品のフランジディスクの形態であって、第1および第2本体部は、好ましくは、可逆的に解放可能に互いに対応する端部において、ともに接合される。実際には、例えば、ネジ接続は、可逆的に解放可能な接続として信頼性があることが証明されている。ネジ止めの目的のために、好ましくは、本体部の1つ、例えば、第1本体部は、繊維複合材料が鋭利なネジ山によって損傷しないように、ネジ山を受けるための金属インサートを有している。
本発明の好ましい実施形態では、内リングおよび外リングは、それぞれ、1つ以上の互いに対応する傾斜した軸受け面、好ましくは、反対方向に傾斜した軸受け面を有している。
本発明は、前述した孤立した回転接続に関する第1の側面によって、記載された。本発明は、特に、風力発電設備ロータブレードにも関係するその利点を提供する。本発明によれば、回転接続によって風力発電設備のハブに接続される風力発電設備ロータブレードが提案され、回転接続は、上述した好ましい実施形態の1つに従う。技術的な効果および利点に関しては、この点に関して、左記の説明に注意が向けられる。
ラジアル滑り軸受け面と第1滑り軸受け面とが第1本体部に設けられ、第2アキシャル滑り軸受け面が第2本体部に設けられている限り、ロータブレードは、回転接続の外リングが繊維複合材料の滑り軸受け面の1つ以上または全てを有し、少なくとも2部品の構造からなることが特に好ましく、第1本体部は、ロータブレードに一体的に設けられている。これは、好ましくは、その製造時に、第1本体部および同じ第1アキシャル滑り軸受け面とラジアル滑り軸受け面とがロータブレードに設けられることで達成される。特に、ロータブレードも繊維複合材料を含む場合には、その結果が、外リングの第1本体部の滑り軸受け面が設けられた「モノリシック」に作用する全体的構造になるように、外リングの第1本体部に対応する繊維マットも、マトリックス材料のロータブレードの織物マットとともに一緒に埋め込まれることが好ましい。
本発明の好ましい実施形態では、回転接続は、方位軸受け組立体である。好ましくは、方位軸受け組立体は、セグメント化された形態であって、個々の滑り軸受け面は、専用のセグメントの形態である。特に好ましくは、セグメントは、被覆された繊維複合材料、例えば、ガラス繊維補強プラスチックから作られている。例えば、風向きの追跡中に、セグメントが軸受けリングの方へスライドするように、セグメントは、好ましくは、金属のリングに取り付けられ、金属のリングに対応するものは、金属の軸受けリングまたは金属のパイロンヘッドフランジの軸受け面の形態である。あるいは、好ましくは、金属のリングに、またはパイロンヘッドフランジに直接、取り付けられており、金属の軸受けリングは、機械キャリアに取り付けられ、セグメント上でスライドする。
本発明はさらに、本明細書の冒頭部分において参照された風力発電設備に関する。本発明は、ポッドが第1回転接続によって搭載されるパイロンを有する風力発電設備を提案する限り、風力発電設備に関連するその目的を達成し、ポッドには、発電機を駆動するためにロータハブに固定された1つ以上のロータブレードを有するロータハブが設けられており、ロータブレードは、特にピッチ駆動によって入射角が調整され、第2回転接続によってロータハブに装着される。特に、上述した好ましい実施形態の1つに従う回転接続が提案される。特に好ましくは、このような風力発電設備において、ロータブレードは、上述した好ましい実施形態の1つに従う。
本発明は、添付図面を参照して、以下により詳細に説明される。
本発明に係る風力発電設備の概略的な斜視図。 図1の風力発電設備に関する別の概略的な詳細図。 図2aの図の別の概略的な詳細図。 図1の風力発電設備に関する別の概略的な詳細図。 図3の実施形態に関する代替的な構成図。
図1は、本発明に係る風力発電設備の概略図を示す。風力発電設備100は、パイロン102と、パイロン102上のポッド104を有している。ポッド104には、3つのロータブレード108とスピナ110とを有する空気力学的なロータ106が設けられている。風力発電設備100の運転中は、空気力学的なロータ106は、風によって回転され、よって、ロータまたは空気力学的なロータ106に直接または間接的に結合された発電機のロータ部材も回転させる。発電機は、好ましくは、ゆっくり回転する同期発電機である。発電機は、ポッド104に配置され、電力を生成する。ロータブレード108のピッチ角は、それぞれのロータブレード108のロータブレード根元においてピッチモータによって変更される。回転接続1は、ロータブレード108をポッド104に設けられたロータハブに対して装着するために設けられている。
回転接続1は、図2aおよび図2bに、その機能的および構造的な詳細とともに、より詳細に示されている。
回転接続1は、内リング3と外リング5とを有している。本実施形態では、内リング3は、ポッド104上に固定して配置され、外リング5は、ロータブレード108に配置されている。選択的には、外リング5は、別の構成要素として設けられ、対応する端部においてロータブレード108に固定される(分離線7参照)。もう1つの好ましいオプションによれば、外リング5は、2部品の構成要素として製造される。外リング5の第1本体部5aは、特に好ましくは、ロータブレード108の製造中に既に影響を受けているロータブレード108に一体化して設けられている。
第2本体部5bは、フランジ状のディスクの形態であって、選択的には、セグメント状の構成であって、外リング5の第1本体部5aに解放可能に固定されている。外リング5の本体部5a,5bの間には、環状の隙間が形成され、環状の隙間に内リング3のフランジ状の突出部9が当て嵌まる。
内リング3のフランジ状の突出線には、第1および第2アキシャル滑り軸受け面11a,11bと、第1および第2アキシャル滑り軸受け面11a,11bの間に配置されラジアル滑り軸受け面である第3滑り軸受け面11cと、が設けられている。
互いに向き合った関係で配置された外リング5は、対応する反対側に配置された滑り軸受け面11a,11b,11cを用いて滑り軸受け組立体を形成する、第1および第2アキシャル滑り軸受け面13a,13bと、ラジアル滑り軸受け面13cと、を有している。本発明によれば、回転接続1の滑り軸受け組立体は、乾式軸受け組立体である。それは、特に、軸受け隙間にグリースまたは油等の潤滑油がないことを意味するために使用される。
本発明に係る乾式軸受け組立体は、特に、小さい中心振幅と低い回転速度に関してその利点を有する。その移動範囲では、乾式特性とこれに伴う回転接続1の耐摩耗性は驚くほど良好である。
外リングは、好ましくは、部分的あるいは完全に、例えば、ガラス補強プラスチック等の繊維複合材料から作られている。熱硬化性エポキシ樹脂は、樹脂として特に好ましい。好ましくは、滑り軸受け面13a,13b,13cおよび/または滑り軸受け面11a,11b,11cの表面に、接着低減材料、例えば、(膨張した)ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の1つ以上の層が設けられる。内リング3は、好ましくは、少なくとも、フランジ状突出線の領域に製造されるが、好ましくは、完全に金属材料から製造される。表面粗さは、好ましくは、1.9μmRa未満であり、特に好ましくは、0.8μmRa未満である。
本発明に係る回転接続の概念は、ポッド104上のロータブレード108のピッチ軸受けのための回転接続によって、本図2aおよび図2bに設定された。しかし、その概念は、パイロン102とポッド104との間の方位軸受けの形態の回転接続に関しても、本発明に従って実施される。このようなパイロン(図示せず)の場合には、好ましくは、軸受けリングの1つも、金属材料で作られており、一方、それぞれの他の軸受けリングは、部分的または完全に繊維複合材料を含む1部品または複数部品のリングから作られる。その点では、上記特定の説明および上述した好ましい実施形態に対する充分な関心が向けられている。
前述した図1、図2a,2bを参照すると、本発明は、主に、ブレード軸受け組立体の基本について説明されている。本明細書の冒頭部分ですでに述べられているように、しかし、本発明は、また、例えば、図3、図4に示された方位軸受け組立体のような他の回転接続に関する。図3は、風力発電設備100(図1)のポッド104の一部を示す。風力発電設備10は、ポッド104に、機械キャリア112を有している。機械キャリア112には、パイロン102に対するポッド104の配向角度を調整するための駆動モータ113が設けられている。駆動モータは、歯配列15と回転接続1’と噛み合う駆動ピニオン115を有している。歯配列15は、好ましくは、内リングである軸受けリング3’に設けられている。第1軸受けリング3’は、好ましくは、部分的または完全に、金属材料、あるいは上述した好ましい材料の1つから作られている。第1軸受けリング3’は、3つの滑り軸受け面11a,11b,11cを有している。
さらに、回転接続1’は、第2軸受けリング5’を有している。図2aおよび図2bに示す軸受けリング5とは異なり、第2軸受けリング5’は、その基本構造に関して、金属材料によって作られており、2つのアキシャル滑り軸受け面13’a,13’cと、好ましくは、繊維補強プラスチックを含み選択的に接着低減材料の1つ以上の層を含むラジアル滑り軸受け面13’bとを有している。あるいは、または付加的に、上述した好ましい実施形態に係る接着低減材料の1つ以上の層は、滑り軸受け面11’a,11’b,11’cの表面部分に塗布される。滑り軸受け面11’a,11’b,11’c,13’a,13’b,13’cは、それぞれ互いに滑り軸受けを形成する。
図4は、回転接続1’’の形態で、方位軸受け組立体のわずかに異なる選択肢の構成を示す。図3に示す回転接続1’のように、回転接続1’’は、機械キャリア112の回転、あるいは風力発電設備100(図1)のパイロン102に対するポッド104の回転に役立つ。図3の実施形態とは異なり、好ましくは内リングである第1軸受けリング3’’は、厳密に径方向または軸方向に配向されていない、3つではなく、2つだけの滑り軸受け面11’’a,11’’bを有している。図示された構成が内リングまたは外リングとして第1軸受けリング3’’を示すか否かに応じて、図示された滑り軸受け組立体は、XまたはO軸受け組立体である。
第1軸受けリング3’’に加えて、図4に示す回転接続1’’は、第1軸受けリング3’’に対応して、2つの滑り軸受け面13’’a,13’’bが配置された第2軸受けリング5’’を有している。好ましくは、第2軸受けリング5’’は、金属材料によって作られ、一方、滑り軸受け面13’’a,13’’bは、好ましくは、例えば、ガラス補強プラスチック等の繊維複合材料のセグメント要素の形態である。表面粗さおよび被覆に関して、好ましくは、前述の実施形態および好ましい実施形態について前述されたものが、ここでも適用される。
図3および図4は、同じ様式で、パイロン102に対するポッド104の回転運動を制動または停止させる公知の方法で使用されるモータブレーキ117を示す。
図3の実施形態と図4の実施形態の両方は、パイロン102に対して内側に配置された回転接続1’,1’’、あるいは、外側に配置された回転接続1’,1’’を有していてもよい。内リングおよび外リングに関連する用語は、それぞれ対応して交換される。
本発明は、風力発電設備の回転接続、特に、ブレード軸受け、または方位回転接続に関する。本発明は、さらに、風力発電設備のロータブレードおよび風力発電設備に関する。
一般的に、風力発電設備が知られている。様々な機能的な位置において、それらは、方位軸受けにおいて、風力発電設備のパイロンに対してポッドを旋回させるために、または、ピッチ駆動を持つロータハブと比較して、風に対するロータブレードの入射角を設定することができるように、回転接続を有している。その目的のために、風力発電設備のそれぞれの構成要素は、回転接続を用いて、互いに回転可能に装着される。含まれる高負荷のために、最新技術では、通常、単列または多列の軸受け組立体またはアキシャルおよびラジアル軸受けの組合せの形態のボール軸受けまたはトルク軸受けからそれぞれ構成されるローリング軸受け組立体が使用される。これらの種類の軸受けの一般的に満足のいく機械的効率にかかわらず、ローリング軸受けは、特定の構造的サイズを必要とし、例外なく比較的高い重量のものであり、よって、既知の風力発電設備、それらの回転接続部、および、例えば、風力発電設備のポッドまたはロータブレードのような回転接続を有する構成要素に関して、構造的なサイズおよび重量に関して改善する必要があった。
欧州特許出願公開第2 511 521号明細書 国際公開第2016/055391号 独国実用新案出願公開第20 2007 002 609号明細書 独国特許出願公開第10 2013 004 339号明細書 独国特許出願公開第102 55 745号明細書
本発明によれば、回転接続は、支持軸受け、固定/自由軸受け、トルク軸受け等を排他的ではなく含む、互いに対する2部品の任意の回転移動可能な装着を示すために使用される用語である。その背景を念頭において、本発明の目的は、上述した問題に関して、本明細書の導入部に記載された種類の風力発電設備の回転接続を、最大限、改善することであった。特に、本発明の目的は、本明細書の導入部において言及された、その重量および構造的な空間に関して、その点で、耐荷重能力に極力悪影響を与える可能性がある風力発電設備の回転接続を改善することであった。
本発明は、請求項1に記載の風力発電設備の回転接続を提案することによってその目的を達成する。特に、ブレード軸受けまたは方位回転接続である風力発電設備の回転接続は、多数の第1滑り軸受け面を持つ内リングと、滑り軸受け面の相手として第1滑り軸受け面の1つとそれぞれ関連する多数の第2滑り軸受け面を持つ外リングとを有する滑り軸受け組立体の形態であって、滑り軸受け組立体は、乾式滑り軸受け組立体の形態である。本発明によって採用されるアプローチは、滑り軸受け組立体が、従来のローリング軸受け組立体よりも、著しく小さい構造スペースと実質的により軽量の構造とを可能にすることである。驚くべきことに、乾式滑り軸受け組立体は、風力発電設備の回転接続、特に、ブレード軸受けまたは方位回転接続として、非常に適していることが分かった。
本発明の有利な発展は、リングの1つ、好ましくは内リングの場合には、1つ以上、または全ての滑り軸受け面が金属の滑り軸受け面の形態である。この目的のために、金属表面は、好ましくは、1.0μm未満、好ましくは0.8μm以下の粗さRaを有する。
使用される金属材料は、好ましくは、黄銅、黄銅合金、白金、例えば、鉛、錫、アンチモン、ビスマス、銅、銅合金、特に、銅鉛鋳造合金、青銅鋳造合金、特に、鉛青銅、鉛青銅鋳造合金、鉛-錫鋳造合金、アルミニウム、アルミニウム合金、特に、アルミニウム錫鋳造合金、アルミニウム亜鉛鋳造合金、鋼、鋼合金、焼結金属、またはこれらの複数の金属材料の組み合わせである。
純粋な金属材料の代わりとして、好ましくは、例えば、セラミック−金属複合材料(サーメット)または金属−樹脂複合材料等の金属複合材料が用いられる。
あるいは、好ましくは、滑り軸受け面として、特に、例えば、セラミック焼結体(例えば、金属酸化物を構成成分として有することができる)、例えば、熱可塑性高機能ポリマ、特に、グラファイトおよび/またはPTFE添加剤を持つ可能性がある非晶質熱可塑性高機能ポリマ、例えば、ポリアミドイミド(PAI)等の高機能プラスチックのような、非金属材料が使用される。さらに好ましくは、それぞれの他のリング、好ましくは外リングの場合には、1つ以上または全ての多数の滑り軸受け面が、部分的あるいは全体的に繊維複合材料から形成されている。繊維複合材料からなる、あるいは繊維複合材料を有する滑り軸受け面は、驚くほど良好な乾式性能を享受し、よって驚くほど耐摩耗性がある。特に、エッジ負荷に関する低いレベルの感度とともに、高度の衝撃と衝撃互換性とが達成される。良好な乾式特性により、グリースまたは油のような潤滑剤の使用を省くことが可能となる。繊維複合材料の使用により、滑り軸受け組立体は、腐食性媒体に対する耐性が高く、純粋な金属の回転接続と比較して振動減衰値が改善された。ますます厳しくなっている放音ガイドラインが世界的に重要になっているため、風力発電設備の建設における重要性が増している側面は、正確には振動の減衰である。
滑り軸受け面、特に、その滑り軸受け面が部分的または全体的に繊維複合材料によって作られているリングのそれらは、好ましくは、回転接続のより容易で早い回転接続のメンテナンスがポッド内で行われるようにセグメント化された構成である。
本発明に係る回転接続の好ましい発展では、以下の材料の1つを含む多数の滑り軸受け層が、1つ以上または全ての滑り軸受け面に適用される:ポリテトラフルオロエチレン、発泡ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、グラファイト、グラフェン、またはそれらの複数の材料の組み合わせ。もし、滑り軸受け面に非金属材料が使用される場合には、好ましくは、多数の滑り軸受け層が、蒸着された金属材料から作られる。
今のところ、番号1およびその整数倍を示すために使用される本発明の文脈において「数」が参照される。好ましい実施形態では、繊維複合材料のための繊維材料が、以下の材料からなるリストから選択された材料である:炭素繊維、ガラス繊維、スチール繊維、竹繊維、または複数のこれらの材料の組合せ。
好ましくは、繊維複合材料は、織物の形態であって、マトリックス材料に埋め込まれており、マトリックス材料は、特に、熱可塑性材料、または熱硬化性材料、特に、エポキシ樹脂である。
回転接続の特に好ましい実施形態では、内リングおよび外リングは、それぞれ、ラジアル軸受け面と2つのアキシャル軸受け面とを有している。外および内リングのラジアル軸受け面は、ラジアル軸受け面を提供するために、互いに対向する関係で配向されており、一方、内リングのそれぞれの1つのアキシャル軸受け面は、アキシャルスラスト軸受けを形成するために、外リングの対応するアキシャル面に向かって配向される。
特に好ましい実施形態では、繊維複合材料のベース層を持つリング、好ましくは、外リングは、ラジアル滑り軸受け面および第1アキシャル滑り軸受け面が第1本体部に設けられ、第2アキシャル滑り軸受け面または1つ以上の別の滑り軸受け面が第2本体部または1つ以上の別の本体部に設けられている限り、2部品、または複数部品の構造である。そして、好ましくは、第2本体部または別の本体部は、1部品または複数部品のフランジディスクの形態であって、第1および第2本体部は、好ましくは、可逆的に解放可能に互いに対応する端部において、ともに接合される。実際には、例えば、ネジ接続は、可逆的に解放可能な接続として信頼性があることが証明されている。ネジ止めの目的のために、好ましくは、本体部の1つ、例えば、第1本体部は、繊維複合材料が鋭利なネジ山によって損傷しないように、ネジ山を受けるための金属インサートを有している。
本発明の好ましい実施形態では、内リングおよび外リングは、それぞれ、1つ以上の互いに対応する傾斜した軸受け面、好ましくは、反対方向に傾斜した軸受け面を有している。
本発明は、前述した孤立した回転接続に関する第1の側面によって、記載された。本発明は、特に、風力発電設備ロータブレードにも関係するその利点を提供する。本発明によれば、回転接続によって風力発電設備のハブに接続される風力発電設備ロータブレードが提案され、回転接続は、上述した好ましい実施形態の1つに従う。技術的な効果および利点に関しては、この点に関して、左記の説明に注意が向けられる。
ラジアル滑り軸受け面と第1滑り軸受け面とが第1本体部に設けられ、第2アキシャル滑り軸受け面が第2本体部に設けられている限り、ロータブレードは、回転接続の外リングが繊維複合材料の滑り軸受け面の1つ以上または全てを有し、少なくとも2部品の構造からなることが特に好ましく、第1本体部は、ロータブレードに一体的に設けられている。これは、好ましくは、その製造時に、第1本体部および同じ第1アキシャル滑り軸受け面とラジアル滑り軸受け面とがロータブレードに設けられることで達成される。特に、ロータブレードも繊維複合材料を含む場合には、その結果が、外リングの第1本体部の滑り軸受け面が設けられた「モノリシック」に作用する全体的構造になるように、外リングの第1本体部に対応する繊維マットも、マトリックス材料のロータブレードの織物マットとともに一緒に埋め込まれることが好ましい。
本発明の好ましい実施形態では、回転接続は、方位軸受け組立体である。好ましくは、方位軸受け組立体は、セグメント化された形態であって、個々の滑り軸受け面は、専用のセグメントの形態である。特に好ましくは、セグメントは、被覆された繊維複合材料、例えば、ガラス繊維補強プラスチックから作られている。例えば、風向きの追跡中に、セグメントが軸受けリングの方へスライドするように、セグメントは、好ましくは、金属のリングに取り付けられ、金属のリングに対応するものは、金属の軸受けリングまたは金属のパイロンヘッドフランジの軸受け面の形態である。あるいは、好ましくは、金属のリングに、またはパイロンヘッドフランジに直接、取り付けられており、金属の軸受けリングは、機械キャリアに取り付けられ、セグメント上でスライドする。
本発明はさらに、本明細書の冒頭部分において参照された風力発電設備に関する。本発明は、ポッドが第1回転接続によって搭載されるパイロンを有する風力発電設備を提案する限り、風力発電設備に関連するその目的を達成し、ポッドには、発電機を駆動するためにロータハブに固定された1つ以上のロータブレードを有するロータハブが設けられており、ロータブレードは、特にピッチ駆動によって入射角が調整され、第2回転接続によってロータハブに装着される。特に、上述した好ましい実施形態の1つに従う回転接続が提案される。特に好ましくは、このような風力発電設備において、ロータブレードは、上述した好ましい実施形態の1つに従う。
本発明は、添付図面を参照して、以下により詳細に説明される。
本発明に係る風力発電設備の概略的な斜視図。 図1の風力発電設備に関する別の概略的な詳細図。 図2aの図の別の概略的な詳細図。 図1の風力発電設備に関する別の概略的な詳細図。 図3の実施形態に関する代替的な構成図。
図1は、本発明に係る風力発電設備の概略図を示す。風力発電設備100は、パイロン102と、パイロン102上のポッド104を有している。ポッド104には、3つのロータブレード108とスピナ110とを有する空気力学的なロータ106が設けられている。風力発電設備100の運転中は、空気力学的なロータ106は、風によって回転され、よって、ロータまたは空気力学的なロータ106に直接または間接的に結合された発電機のロータ部材も回転させる。発電機は、好ましくは、ゆっくり回転する同期発電機である。発電機は、ポッド104に配置され、電力を生成する。ロータブレード108のピッチ角は、それぞれのロータブレード108のロータブレード根元においてピッチモータによって変更される。回転接続1は、ロータブレード108をポッド104に設けられたロータハブに対して装着するために設けられている。
回転接続1は、図2aおよび図2bに、その機能的および構造的な詳細とともに、より詳細に示されている。
回転接続1は、内リング3と外リング5とを有している。本実施形態では、内リング3は、ポッド104上に固定して配置され、外リング5は、ロータブレード108に配置されている。選択的には、外リング5は、別の構成要素として設けられ、対応する端部においてロータブレード108に固定される(分離線7参照)。もう1つの好ましいオプションによれば、外リング5は、2部品の構成要素として製造される。外リング5の第1本体部5aは、特に好ましくは、ロータブレード108の製造中に既に影響を受けているロータブレード108に一体化して設けられている。
第2本体部5bは、フランジ状のディスクの形態であって、選択的には、セグメント状の構成であって、外リング5の第1本体部5aに解放可能に固定されている。外リング5の本体部5a,5bの間には、環状の隙間が形成され、環状の隙間に内リング3のフランジ状の突出部9が当て嵌まる。
内リング3のフランジ状の突出線には、第1および第2アキシャル滑り軸受け面11a,11bと、第1および第2アキシャル滑り軸受け面11a,11bの間に配置されラジアル滑り軸受け面である第3滑り軸受け面11cと、が設けられている。
互いに向き合った関係で配置された外リング5は、対応する反対側に配置された滑り軸受け面11a,11b,11cを用いて滑り軸受け組立体を形成する、第1および第2アキシャル滑り軸受け面13a,13bと、ラジアル滑り軸受け面13cと、を有している。本発明によれば、回転接続1の滑り軸受け組立体は、乾式軸受け組立体である。それは、特に、軸受け隙間にグリースまたは油等の潤滑油がないことを意味するために使用される。
本発明に係る乾式軸受け組立体は、特に、小さい中心振幅と低い回転速度に関してその利点を有する。その移動範囲では、乾式特性とこれに伴う回転接続1の耐摩耗性は驚くほど良好である。
外リングは、好ましくは、部分的あるいは完全に、例えば、ガラス補強プラスチック等の繊維複合材料から作られている。熱硬化性エポキシ樹脂は、樹脂として特に好ましい。好ましくは、滑り軸受け面13a,13b,13cおよび/または滑り軸受け面11a,11b,11cの表面に、接着低減材料、例えば、(膨張した)ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の1つ以上の層が設けられる。内リング3は、好ましくは、少なくとも、フランジ状突出線の領域に製造されるが、好ましくは、完全に金属材料から製造される。表面粗さは、好ましくは、1.9μmRa未満であり、特に好ましくは、0.8μmRa未満である。
本発明に係る回転接続の概念は、ポッド104上のロータブレード108のピッチ軸受けのための回転接続によって、本図2aおよび図2bに設定された。しかし、その概念は、パイロン102とポッド104との間の方位軸受けの形態の回転接続に関しても、本発明に従って実施される。このようなパイロン(図示せず)の場合には、好ましくは、軸受けリングの1つも、金属材料で作られており、一方、それぞれの他の軸受けリングは、部分的または完全に繊維複合材料を含む1部品または複数部品のリングから作られる。その点では、上記特定の説明および上述した好ましい実施形態に対する充分な関心が向けられている。
前述した図1、図2a,2bを参照すると、本発明は、主に、ブレード軸受け組立体の基本について説明されている。本明細書の冒頭部分ですでに述べられているように、しかし、本発明は、また、例えば、図3、図4に示された方位軸受け組立体のような他の回転接続に関する。図3は、風力発電設備100(図1)のポッド104の一部を示す。風力発電設備10は、ポッド104に、機械キャリア112を有している。機械キャリア112には、パイロン102に対するポッド104の配向角度を調整するための駆動モータ113が設けられている。駆動モータは、歯配列15と回転接続1’と噛み合う駆動ピニオン115を有している。歯配列15は、好ましくは、内リングである軸受けリング3’に設けられている。第1軸受けリング3’は、好ましくは、部分的または完全に、金属材料、あるいは上述した好ましい材料の1つから作られている。第1軸受けリング3’は、3つの滑り軸受け面11a,11b,11cを有している。
さらに、回転接続1’は、第2軸受けリング5’を有している。図2aおよび図2bに示す軸受けリング5とは異なり、第2軸受けリング5’は、その基本構造に関して、金属材料によって作られており、2つのアキシャル滑り軸受け面13’a,13’cと、好ましくは、繊維補強プラスチックを含み選択的に接着低減材料の1つ以上の層を含むラジアル滑り軸受け面13’bとを有している。あるいは、または付加的に、上述した好ましい実施形態に係る接着低減材料の1つ以上の層は、滑り軸受け面11’a,11’b,11’cの表面部分に塗布される。滑り軸受け面11’a,11’b,11’c,13’a,13’b,13’cは、それぞれ互いに滑り軸受けを形成する。
図4は、回転接続1’’の形態で、方位軸受け組立体のわずかに異なる選択肢の構成を示す。図3に示す回転接続1’のように、回転接続1’’は、機械キャリア112の回転、あるいは風力発電設備100(図1)のパイロン102に対するポッド104の回転に役立つ。図3の実施形態とは異なり、好ましくは内リングである第1軸受けリング3’’は、厳密に径方向または軸方向に配向されていない、3つではなく、2つだけの滑り軸受け面11’’a,11’’bを有している。図示された構成が内リングまたは外リングとして第1軸受けリング3’’を示すか否かに応じて、図示された滑り軸受け組立体は、XまたはO軸受け組立体である。
第1軸受けリング3’’に加えて、図4に示す回転接続1’’は、第1軸受けリング3’’に対応して、2つの滑り軸受け面13’’a,13’’bが配置された第2軸受けリング5’’を有している。好ましくは、第2軸受けリング5’’は、金属材料によって作られ、一方、滑り軸受け面13’’a,13’’bは、好ましくは、例えば、ガラス補強プラスチック等の繊維複合材料のセグメント要素の形態である。表面粗さおよび被覆に関して、好ましくは、前述の実施形態および好ましい実施形態について前述されたものが、ここでも適用される。
図3および図4は、同じ様式で、パイロン102に対するポッド104の回転運動を制動または停止させる公知の方法で使用されるモータブレーキ117を示す。
図3の実施形態と図4の実施形態の両方は、パイロン102に対して内側に配置された回転接続1’,1’’、あるいは、外側に配置された回転接続1’,1’’を有していてもよい。内リングおよび外リングに関連する用語は、それぞれ対応して交換される。

Claims (14)

  1. 風力発電設備の回転接続(1,1’,1’’)、特に、ブレード軸受け、または方位回転接続であって、滑り軸受け組立体の形態であり、
    多数の第1滑り軸受け面(11a,11b,11c)を有する内リング(3,3’,3’’)と、
    滑り軸受け面の相手として、前記第1滑り軸受け面の1つにそれぞれ関連付けされた多数の第2滑り軸受け面(13a,13b,13c)を有する外リング(5,5’,5’’)と、
    を備え、
    前記滑り軸受け組立体は、乾式滑り軸受け組立体の形態である、
    風力発電設備の回転接続(1,1’,1’’)。
  2. 前記リングの1つ、好ましくは、外リングの場合には、1つ以上、または全ての滑り軸受け面が、部分的または全体が繊維複合材料によって作られている、
    請求項1に記載の回転接続。
  3. 以下の材料のそれぞれ1つを含む多数の滑り軸受け層は、1つ以上、または全ての滑り軸受け面に適用され、
    −ポリテトラフルオロエチレン、
    −発泡ポリテトラフルオロエチレン、
    −モリブデンジスルフィド、
    −グラファイト、
    −グラフェン、
    −蒸着された金属材料、
    またはそれらの複数の材料の組合せ、
    請求項1または2に記載の回転接続。
  4. 材料は、以下の材料からなるリストから繊維複合材料のために繊維材料として選択され、
    −炭素繊維、
    −ガラス繊維、
    −スチール繊維、
    −竹繊維、
    または、複数の前記繊維の組合せ、
    請求項3または4に記載の回転接続。
  5. 前記繊維複合材料は、好ましくは、織物形態であって、マトリクス材料に埋め込まれ、前記マトリクス材料は、好ましくは、熱可塑性材料または熱硬化性材料、特に、エポキシ樹脂の形態である、
    請求項3から5のいずれか1つに記載の回転接続。
  6. 前記内リングおよび前記外リングは、それぞれ、ラジアル軸受け面(12b,13b)と2つのアキシャル軸受け面(11a,11c,13a,13c)とを有している、
    請求項1から6のいずれか1つに記載の回転接続。
  7. 前記リング(5)、好ましくは、繊維複合材料の滑り軸受け面を有する前記外リングは、ラジアル軸受け面および第1アキシャル滑り軸受け面が、第1本体部(5a)に設けられており、第2アキシャル軸受け面または1つ以上の別の滑り軸受け面が、第2本体部(5b)または1以上の別の本体部に設けられている限りにおいて、2部品、または複数部品の構造である、
    請求項3から7のいずれか1つに記載の回転接続。
  8. 前記第2本体部(5b)は、1部品または複数部品のフランジディスクであって、前記第1および前記第2本体部は、互いに対向する端部において、一緒に、好ましくは、可逆的に解放可能に連結される、
    請求項8に記載の回転接続。
  9. 前記内リング(3’’)および前記外リング(5’’)は、それぞれ、1つ以上の互いに対応する傾斜した軸受け面(11’’a,11’’b,13’’a,13’’b)、好ましくは、反対方向に傾斜した軸受け面を有している、
    請求項1から6のいずれか1つに記載の回転接続(1’’)。
  10. 前記回転接続は、方位軸受け組立体の形態である、
    請求項1から10のいずれか1つに記載の回転接続(1’,1’’)。
  11. 回転接続(1)によって風力発電設備のハブへ接続される風力発電設備ロータブレード(108)であって、
    前記回転接続(1)は、請求項1から10のいずれか1つに従って設計されている、
    風力発電設備ロータブレード(108)。
  12. 前記外リング(5)は、繊維複合材料の1つ以上、または全ての数の滑り軸受け面(13a〜13c)を有し、
    前記ラジアル滑り軸受け面および第1滑り軸受け面が第1本体部に設けられており、第2アキシャル滑り軸受け面が少なくとも1つの第2本体部(5b)に設けられている限り、少なくとも2部品の構造であって、
    前記第1本体部(5a)は、前記ロータブレード(108)に一体的に設けられている、
    請求項12に記載のロータブレード(108)。
  13. 第1回転接続(1’,1’’)によってポッド(104)が搭載されたパイロン(102)を備え、発電機を駆動するために前記ロータハブ(106)に固定された1つ以上のロータブレード(108)を有するロータハブ(106)が前記パッド(104)に設けられ、前記ロータブレード(108)は、その入射角が調整可能であって、第2回転接続(1)によってロータハブ(106)に搭載されており、
    少なくとも1つの回転接続(1,1’,1’’)は、請求項1から11のいずれか1つに従って設計されている、
    風力発電設備(100)。
  14. 前記ロータブレード(108)またはブレードは、請求項12または13に従って設計されている、
    請求項14に記載の風力発電設備(100)。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016209206A1 (de) * 2016-05-27 2017-12-14 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage
DE102018120806A1 (de) * 2018-08-27 2020-02-27 Renk Aktiengesellschaft Lageranordnung eines Rotors einer Windkraftanlage
CN110056487A (zh) * 2019-03-14 2019-07-26 远景能源(江苏)有限公司 一种用于风力发电机的滑动式轴承及其维护方法
WO2021121496A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-24 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine with a yaw system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10255745A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-17 Jörck, Hartmut Direkt angetriebene Windenergieanlage mit im Generator integriertem Lager
DE202007002609U1 (de) * 2007-02-19 2008-04-03 Landwehr, Markus Drehverbindung
US20120263598A1 (en) * 2011-04-14 2012-10-18 Jens Thomsen Pitch bearing
DE102014205637A1 (de) * 2014-03-26 2015-10-01 Aktiebolaget Skf Gleitlagersystem

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4474529A (en) 1983-03-21 1984-10-02 Kinsey Lewis R Windmill
JPH0819284B2 (ja) 1987-12-17 1996-02-28 三井石油化学工業株式会社 ポリオレフィン製軸受
NO320790B1 (no) 2000-10-19 2006-01-30 Scan Wind Group As Vindkraftverk
DK174085B1 (da) 2001-04-02 2002-06-03 Vestas Wind Sys As Vindmølle med planetgear
RU19886U1 (ru) 2001-05-24 2001-10-10 Кулдышев Александр Константинович Упорный подшипниковый узел скольжения
DE102004011831B3 (de) * 2004-03-11 2005-03-31 Federal-Mogul Deva Gmbh Gesinterter Gleitlagerwerkstoff, Gleitlagerverbundwerkstoff sowie dessen Verwendungen
JP2006118552A (ja) 2004-10-20 2006-05-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸受装置
DE102005039434A1 (de) * 2005-01-11 2007-02-22 Klinger, Friedrich, Prof. Dr. Ing. Windenergieanlage
JP2006312688A (ja) 2005-05-09 2006-11-16 Toyota Industries Corp 摺動部材
DE102005036690B4 (de) * 2005-08-04 2010-09-30 Federal-Mogul Deva Gmbh Verbundmaterial für Gleitanwendungen
DE102005051912A1 (de) * 2005-10-29 2007-05-03 Ab Skf Anordnung
DE102007041508A1 (de) 2007-08-31 2009-03-05 Schaeffler Kg Rotorlagerung für eine Windenergieanlage
DE202007014946U1 (de) * 2007-10-26 2007-12-27 Gleitlager Und Metallverarbeitung Gmbh Osterwieck Verbundmaterial für Gleitlager
KR101105181B1 (ko) 2008-06-10 2012-01-12 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 풍력 발전 장치
EP2373899B1 (en) * 2008-12-04 2017-02-08 Jochen Corts Compound steel bearings and methods of manufacturing
JP4745438B2 (ja) * 2009-11-13 2011-08-10 Thk株式会社 旋回構造及びこれを用いた水平風車
DE102009053879A1 (de) 2009-11-20 2011-05-26 Voith Patent Gmbh Gezeitenkraftwerk und Verfahren für dessen Erstellung
IT1399201B1 (it) 2010-03-30 2013-04-11 Wilic Sarl Aerogeneratore e metodo di rimozione di un cuscinetto da un aerogeneratore
AT509625B1 (de) 2010-04-14 2012-02-15 Miba Gleitlager Gmbh Lagerelement
AT509624B1 (de) 2010-04-14 2012-04-15 Miba Gleitlager Gmbh Windkraftanlage
IT1399511B1 (it) 2010-04-22 2013-04-19 Wilic Sarl Generatore elettrico per un aerogeneratore e aerogeneratore equipaggiato con tale generatore elettrico
US8172531B2 (en) * 2011-01-10 2012-05-08 Vestas Wind Systems A/S Plain bearing for a wind turbine blade and method of operating a wind turbine having such a plain bearing
ITMI20110378A1 (it) 2011-03-10 2012-09-11 Wilic Sarl Macchina elettrica rotante per aerogeneratore
ITMI20110377A1 (it) 2011-03-10 2012-09-11 Wilic Sarl Macchina elettrica rotante per aerogeneratore
ITMI20110375A1 (it) 2011-03-10 2012-09-11 Wilic Sarl Turbina eolica
WO2012146752A2 (en) * 2011-04-27 2012-11-01 Aktiebolaget Skf Rotational support of a wind turbine blade
JP2012237208A (ja) * 2011-05-10 2012-12-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風車
EP2568167A1 (en) 2011-09-08 2013-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Direct-drive wind turbine
EP2568168A1 (en) 2011-09-08 2013-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Direct-drive wind turbine
ES2675724T3 (es) 2011-12-21 2018-07-12 Wobben Properties Gmbh Góndola de planta de energía eólica
RU118701U1 (ru) * 2012-02-08 2012-07-27 Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" Подшипниковая опора ротора ветроэнергетической установки
ITMI20120257A1 (it) 2012-02-21 2013-08-22 Wilic Sarl Macchina elettrica rotante per aerogeneratore
EP2657519B1 (en) 2012-04-26 2015-06-17 Siemens Aktiengesellschaft Wind turbine
DE102012209592A1 (de) 2012-06-06 2013-12-12 Federal-Mogul Deva Gmbh Gleitschicht und Gleitelement mit einer solchen Gleitschicht
DK2863076T3 (da) 2012-06-19 2021-05-25 Fuji Electric Co Ltd Komposit-glideleje og vinddrevet strømforsyningsapparat med anvendelse af dette leje
EP2872798A1 (en) 2012-07-16 2015-05-20 Vindg A/S A wind turbine gearbox
FR2996379B1 (fr) 2012-10-01 2014-10-17 Ddis Generateur electrique a multiples machines electriques
AT513507B1 (de) 2013-01-30 2014-05-15 Miba Gleitlager Gmbh Gleitlagerpaket
DE102013004339A1 (de) * 2013-03-14 2014-09-18 Wilo Se Pumpenaggregat mit einer einstückigen Lagereinheit
DK2796740T3 (en) 2013-04-26 2017-05-22 Siemens Ag Directly operated wind turbine with a slide bearing device
EP2837818B1 (en) 2013-08-13 2018-12-05 Siemens Aktiengesellschaft Wind turbine with yaw bearing lifting device
US20150330367A1 (en) 2013-12-24 2015-11-19 Google Inc. Drive Mechanism Utilizing a Tubular Shaft and Fixed Central Shaft
DE102014202459A1 (de) * 2014-02-11 2015-08-13 Siemens Aktiengesellschaft Verbindungselement zum Verbinden einer Lagereinrichtung eines mit einer Rotornabe einer Windturbine zu verbindenden Rotorblatts mit einem Montageflansch der Rotornabe
EP2921728A1 (en) 2014-03-20 2015-09-23 Areva Wind GmbH Hybrid shaft bearing with a hydrodynamic bearing and a rolling bearing, wind generator comprising a hybrid shaft bearing, use of the hybrid shaft bearing and method of operating the hybrid shaft bearing
DE102014220375A1 (de) * 2014-10-08 2016-04-28 Aktiebolaget Skf Lagerträger
EP3141747B1 (en) 2015-09-08 2020-09-02 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Reinforced bearing of a wind turbine
DE102016208051A1 (de) 2016-05-10 2017-11-16 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlagen-Rotorblatt, und Windenergieanlage mit selbigem

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10255745A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-17 Jörck, Hartmut Direkt angetriebene Windenergieanlage mit im Generator integriertem Lager
DE202007002609U1 (de) * 2007-02-19 2008-04-03 Landwehr, Markus Drehverbindung
US20120263598A1 (en) * 2011-04-14 2012-10-18 Jens Thomsen Pitch bearing
DE102014205637A1 (de) * 2014-03-26 2015-10-01 Aktiebolaget Skf Gleitlagersystem

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