SE523196C2 - Anordning och metod vid drivaxel - Google Patents
Anordning och metod vid drivaxelInfo
- Publication number
- SE523196C2 SE523196C2 SE0103610A SE0103610A SE523196C2 SE 523196 C2 SE523196 C2 SE 523196C2 SE 0103610 A SE0103610 A SE 0103610A SE 0103610 A SE0103610 A SE 0103610A SE 523196 C2 SE523196 C2 SE 523196C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- drive shaft
- torque
- recess
- connection
- shaft
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 10
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 10
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- VXYRWKSIAWIQMG-UHFFFAOYSA-K manganese(2+) N-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate triphenylstannyl acetate Chemical compound [Mn++].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.CC(=O)O[Sn](c1ccccc1)(c1ccccc1)c1ccccc1 VXYRWKSIAWIQMG-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 21
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 21
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 21
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/32—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core on a rotating mould, former or core
-
- 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
- F03D—WIND MOTORS
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
-
- 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
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
- F16D1/08—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
- F16D1/0805—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to deformation of a resilient body or a body of fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
- F16D1/08—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
- F16D1/0823—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping of a helical wrap spring on the shaft or in the hub bore
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
- B29L2031/75—Shafts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
25 30 5 2 5 19 6 -= ø u n c v - . - n. 2 BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att förenkla monteringen av en drivaxel vid en drivande eller driven mekanism. Detta har i ett utförande åstadkommits medelst en anordning vid drivaxel, vilken drivaxel vid sin första ände är inrättad för operativ förbindelse med en drivmekanism som påför drivaxeln ett första vrid- moment och vilken vid sin andra ände är inrättad för operativ förbindelse med en av drivaxeln driven mekanism. Anordningen kännetecknas av att drivaxeln åtminstone vid en av ändama har ett urtag inrättat att ta emot en urtaget komplementärt utformad anslutning för tillhörande mekanism. Urtagets vägg är åtminstone i ett område vid nämnda ände uppbyggd av fiberkompositmaterial innefattande en första uppsättning fibrer som sträcker sig i urtagsväggen i en riktning ungefär inom ett intervall l0° till 80° i förhållande till axelns längdriktning, där det positiva vinkelintervallet anger att fibrerna är lagda i den första vridmomentsriktningen. Genom denna uppbyggnad av urtagsväggen tillhandahålls vid nämnda urtagsområde tvärkontraktion hos axeln vid drivning av drivaxeln enligt ovan nämnda vridmoment, varvid klämkrañer uppstår som verkställer ett klämgrepp med den tillhörande mekanismanslutningen. Fiberrikt- ningama i den ovan nämnda första fiberuppsättningen ligger företrädesvis inom intervallet 30° - 60° och helst kring 45°.
För att Öka Vridstyvheten hos drivaxeln innefattar i ett utförande fiberkompositen en andra uppsättning fibrer som sträcker sig i urtagsväggen i en riktning ungefär inom ett intervall -10° till -80° i förhållande till axelns längdriktning, där det negativa vinkelintervallet anger att fibrerna är lagda motsatt den första vridmomentsrikt- ningen. Fibrema i de båda fiberuppsättningarna är i ett utförande inflätade i varandra, ungefär som en flätad korg, i de områden där de korsar varandra. För att erhålla en god avvägning mellan kraven på vridstyvhet och tvärkontraktion innefattar exempel- vis den första fiberuppsättningen tre gånger fler fibrer än den andra fiberuppsättningen.
Såsom framgår ovan, är det det påförda vridmomentet som förmår drivaxeln att greppa om den diivande/ drivna mckanismen. Dessutom ökar krafterna som greppar om den drivande/drivna mekanismen med ökande vridmoment och vice versa. I ett utförande där den drivna mekanismen är monterad vid drivaxeln enligt ovan kan 10 15 20 25 30 523 196 ffrf. 3 denna egenskap utnyttjas för att på ett enkelt sätt när så krävs lösgöra drivaxeln från den drivna mekanísmen. I enlighet med ett fördelaktigt utförande av föreliggande uppfinning innefattar därmed anordningen ett eller flera utmed axeln anordnade medel för att påföra drivaxeln ett andra vridmoment motriktat det första vrid- momentet. Med det totala vridmomentet verkande på axeln avsevärt reducerat återtar axeln sin ursprungliga form på den del av axeln som i momentriktningen ligger efter medlen som påför det andra vridmomentet. Därmed lösgörs ingreppet med den drivna mekanísmen.
I enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning är drivaxeln dimen- sionerad för en vindkrafttillämpning och avsedd att inordnas mellan rotomav (drivande mekanism) och generator (driven mekanism) i ett vindkraftverk. Vid montering av drivaxeln vid generatorn och/eller rotornavet i enlighet med den uppfinningsenliga principen kan användandet av fästanordningar, såsom bultar, delvis eller helt uteslutas. I det fall att användandet av bultar eller dylikt helt utesluts kan fiikoppling av drivaxeln från generatorn ske förhållandevis snabbt, vilket bland annat kan utnyttjas för en nödstoppfunktion. I det fall att hela drivaxeln är tillverkad i ett kompositmaterial minskas dessutom vikten avsevärt i förhållande till om en drivaxel av metall används, vilket underlättar monteringen av drivaxeln i vindkrafiverket betydligt.
Föreliggande uppfinning innefattar dessutom en metod att i ett vindkraftverk anordna en drivaxel mellan ett drivande nav och en generator. Metoden kännetecknas av att drivaxeln, vilken åtminstone utefter en första längd vid sin ände vettande mot gene- ratom är bildad av ett fiberkomposítmaterial innefattande en första uppsättning fibrer som sträcker sig utmed drivaxeln i en riktning ungefär inom ett intervall lO° - 80° i förhållande till drivaxelns längdriktning, vid nämnda ände centrerat förses med ett första urtag. Att urtaget är centrerat innebär här att urtaget utgår från axelns kortsida och är riktat rakt inåt utmed axelns symmetrilinj e. Vidare kännetecknas metoden av att en anslutning för generatom förs in i det första urtaget och av att ett vridmoment påförs drivaxeln via navet i en riktning sådan att fiberriktningen sammanfaller med vridmomentriktningen, varvid vridmomentet utefter nämnda första längd åstad- kommer tvärkontraktion hos axeln för att verkställa ett klämgrepp mellan drivaxeln 10 15 20 25 30 523 196 - 1 u u 4 A man -s 4 och generatoranslutningen. För att lösgöra greppet med generatoranslutningen påförs drivaxeln ett motriktat vridmoment.
I enlighet med ett utförande av metoden där drivaxeln dessutom utefter en andra längd vid sin ände vettande mot navet är bildad av nämnda kompositmaterial med samma fiberriktning som på den första längden, förses drivaxeln centrerat vid nämnda ände med ett andra urtag, varpå en anslutning för navet förs in i det andra urtaget. Därmed åstadkommer vridmomentet från navet utefter nämnda andra längd tvärkontraktion hos axeln för att verkställa ett klämgrepp mellan drivaxeln och navanslutningen.
KORT FIGURBES KRIVNING Fig 1 visar schematiskt en sidovy av ett vindkraftverk, Fig 2 visar schematiskt ett exempel på en koppling mellan vindkraftverkets rotornav och generator, Fig 3 visar en tvärsnittsvy av en drivaxel i enlighet med ett utförande av uppfinningen, Fig 4 visar ett exempel på en generatoranslutning i genomskärning, Fig 5 visar mycket schematiskt hur fibrerna är inordnade i drivaxelmaterialet enligt ett första utförande av föreliggande uppfinning, Fig 6 visar mycket schematiskt axeln enligt figur 5 utsatt för ett vridmoment i fiberlindningsriktningen, Fig 7 visar mycket schematiskt axeln enligt figur 5 utsatt för ett vridmoment motriktat fiberlindningsriktningen och Fig 8 visar mycket schematiskt hur fibrerna är inordnade i drivaxelmaterialet enligt ett andra utförande av föreliggande uppfinning.
FÖREDRAGNA UTFöRmGsFoRMER I fig 1 anger hänvisningssiffra 1 generellt ett vindkraftverk uppbyggt av ett torn 2, ett vid tornets topp anordnat hus 3 och en vid huset 3 anordnad vindturbin innefattande ett nav 4 och vid navet anordnade rotorblad 5. Tornet 2 är angjort vid marken antingen på land eller till havs. »nano- 1 unna» info; 10 15 20 25 30 523 196 .= 5 I fig 2 innefattar navet 4 anslutningar 13 för rotorbladen 5. En anslutningsdel 12 och en styrdel (ej visad) hos navet 4 utsträcker sig in i huset 3. Anslutningsdelen 12 ansluter navet 4 till en drivaxel 6 på ett sådant sätt att när navet börjar att rotera, även drivaxeln 6 påförs rotationsrörelsen, vilket kommer att beskrivas mer i detalj senare.
Anslutningsdelen 12 är antingen utbildad i ett stycke med resterande nav 4 eller en separat del monterad vid navet. Styrdelen omfattar en vägg dimensionerad för att med spel omsluta drivaxeln 6 utefter en del av drivaxelns längd. I ett exempel är väggen en rak cylindervägg med cirkulärt tvärsnitt. Utmed väggen finns anordnade lager (ej visade) som håller väggen, och således hela navet 4, i sitt läge. Således fungerar navets anslutningsdel 12 för att överföra navets rotationsrörelse till drivaxeln 6, medan styrdelen fungerar för att hålla navet i läge i förhållande till drivaxeln 6 för att medge obehindrad rotation.
Utmed drivaxelns längd finns lager 8 anordnade som håller drivaxeln 6 i sitt läge. I sin motstående ände ansluter axeln 6 till en generator 9, vilken omvandlar rotations- energin hos axeln till elektrisk energi. Hur generatorn är uppbyggd är ej föremål för föreliggande uppfinning, huvudsaken är att axeln 6 på något sätt har en operativ koppling med generatorn 9 via en kopplingsdel 10, vilken i ett utförande kan utgöra del av generatorn. Kopplingsdelens 10 anslutning till drivaxeln kommer att beskrivas mer i detalj senare; här nöjer vi oss med att konstatera att anslutningen är inrättad att överföra drivaxelns rotation till kopplingsdelen 10. Vidare är en bromsmekanism 11 anordnad vid axeln 6. Bromsmekanismen 11, exempelvis i form av en eller flera skivbromsar, anligger normalt inte mot axeln 6, men vid påverkan är den inrättad att pressa mot axeln för att bromsa denna.
I exemplet i fig 2 har drivaxeln 6 ett i längdriktningen genomgående urtag 15 omgivet av en vägg 7 och har en konstant dimension utmed hela sin längd. Det är dock inte nödvändigt att drivaxeln har ett genomgående urtag. I ett alternativt exempel (ej visat) är axeln 6 solid med undantag för urtag utformade för att mottaga anslutningsdelen 12 och kopplingsdelen 10. I exemplet i fig 3 har drivaxeln ett cirkelformigt tvärsnitt både utvändigt och invändigt. Väggen är karaktäristiskt 5- 100mm tjock och cylinderdiametern är karaktäristiskt lm. ou u :sans »asu- 10 15 20 25 30 523 196 6 I fig 4 är anslutningsdelen 12 utformad för presspassning i drivaxelns urtag 15.
Anslutningsdelen 12 innefattar vid sin ände vettande mot drivaxeln 6 en fasning 16. I exemplet i figur 4 sammanfaller tvärsnittsytan hos anslutningsdelens 12 kant 17 med urtagets tvärsnittsyta. Karaktäristiskt är anslutningsdelens radie efter fasningen ca 1- 3 mm större än vid kanten 17. I ett fall där anslutningsdelen 12 är utförd i metall är i anslutningsdelen 12 utbildade en eller flera kanaler 14 för ett kylmedium. Genom att tillsätta kylmediet i kanalerna krymper metallen, varvid skapas ett spel mellan axelns 6 innervägg och anslutningsdelens 12 mantelyta (ej visat). Därmed är det fördelaktigt att tillsätta kylmediet inför montering av axeln vid navet 4 och att avlägsna kylmediet när anslutningsdelen 12 är förd till sitt monteringsläge i drivaxeln. De allra flesta metallmaterial är goda ledare, varför det inte alls är kritiskt hur kanalerna är utformade, kylningen sprider sig till hela anslutningsdelen 12 i alla fall. När kylmediet är avlägsnar pressas drivaxeln 6 och anslutningsdelen 12 mot varandra i tillräckligt hög grad för att när navet sätts i rotation erhållna vridmoment överförs på drivaxeln.
På motsvarande sätt är kopplingsdelen 10 utformad för presspassning i drivaxelns urtag 16 (ej visat). I ett fall där kopplingsdelen 10 är utförd i metall är på samma sätt som för anslutningsdelen 12 i kopplingsdelen 10 utbildade en eller flera kanaler 16 för ett kylmedium. Därmed är det fördelaktigt att tillsätta kylmediet inför montering av axeln vid generatorn och att avlägsna kylmediet när kopplingsdelen 10 är förd till sitt monteringsläge i drivaxeln. I ett exempel har anslutningsdelen 12 och kopplings- delen 10 en friktionshöjande beläggning för att öka ingreppet.
Axeln 6 är utformad i ett fiberkompositmaterial, vilken kan vara sammansatt av en plastbas förstärkt med fibertrådar. Plasten är exempelvis epoxiplast, vinylesterplast eller polyesterplast. Kolfiber är det idag existerande fibermaterial som har bäst egen- skaper för att förstärka plasten, dvs det är styvt, lätt och har hög hållfasthet. Man kan givetvis använda andra fibermaterial, exempelvis kan man tänka sig en komposition där kolfibrerna är blandade med glasfibrer eller aramidfibrer.
I fig 5 anger hänvisning 18 ett parti utefter axelns längd där axelväggen 7 i monte- ringsläget anligger mot anslutningsdelen 12 och hänvisning 19 anger ett parti utefter axelns längd där axelväggen 7 i monteringsläget anligger mot kopplingsdelen 10. 7 Dessutom anger hänvisning 20 ett parti mellan monteringspartiema. Observera att figuren är mycket schematisk och endast avsedd för att illustrera fiberriktningarna på de olika partierna 18, 19 och 20; på en mer realistiskt utformad drivaxel utgör partierna 18 och 19 en liten del av hela drivaxeln medan partiet 20 utgör en 5 betydande del. I monteringspartierna 18, 19 är fibrerna inbäddade i plasten så att de sträcker sig i axelns 6 vägg 7 i en riktning mellan 10 och 80° i förhållande till drivaxelns längdriktning, där positiva vinklar markerar vinklar i axelns tänkta rotationsriktning sett från navet mot generatorn. Exempelvis sträcker sig fibrerna 45° i förhållande till axelns längdriktning. Fibrerna kan vara inbäddade i plasten i flera 10 lager utmed hela väggens tjocklek. På partiet 20 mellan monteringspartierna 18, 19 är det oväsentligt för uppfinningen hur fibrerna är arrangerade. I det i figur 5 visade exemplet sträcker sig en första fiberuppsättning efter drivaxeln i en viss vinkel i förhållande drivaxelns längdriktning och en andra, lika stor fiberuppsättning sträcker sig i en vinkel med samma belopp, men med motsatt tecken i förhållande till 15 drivaxelns längd.
Såsom beskrivits ovan är anslutningsdelen 12 och kopplingsdelen 10 utformade så att presspassning tillhandahålls mellan delarna 12, 10 och drivaxeln 6, varför när rotation av navet påbörjas, vridmomentet överförs till generatorn 9 via drivaxeln. 20 Med den ovan beskrivna uppbyggnaden av fiberkompositmaterialet erhåller mate- rialet anisotropa egenskaper, vilket leder till att när materialet påförs för ett vrid- moment i en riktning sammanfallande med fibrernas lindningsriktning, drivaxeln förmås att dra ihop sig i en riktning tvärs sin längdriktning, sk tvärkontraktion, vid partierna 18 och 19. Detta visas schematiskt i figur 6. Som synes i fig 6 inträffar 25 huvudsakligen ingen tvärkontraktion på partiet 20 där de motriktade fiberlind- E ningarna motverkar varandra. Den genom det påförda vridmomentet vid partierna 18, I 19 erhållna tvärkontraktionen hos drivaxeln verkar för att öka greppet om anslut- ningsdelen 12 och kopplingsdelen 10. Krafterna som pressar ihop drivaxeln med anslutningsdelen 12 och kopplingsdelen 10 ökar således med ökat vridmoment, dvs . I _ 30 krafterna blir normalt större desto snabbare drivaxeln roterar. Därmed behöver det initiala greppet mellan anslutningsdelen 12 och drivaxeln respektive mellan kopplingsdelen 10 och drivaxeln 6 inte vara starkare än att drivaxeln och kopplingsdelen förmås sättas i rotation från stillastående utan att slirning uppkommer. 10 15 20 25 30 Ifig 7 visas schematiskt hur ovan nämnda anisotropi skulle påverkas av ett fiberlindningsriktnin gen motriktat vridmoment på drivaxeln, varvid vridmomentet förmår områdena 18, 19 att expandera. Fig 6 och fig 7 visar således att vid rotation av axeln i en riktning sammanfallande med fiberriktningen nyper axeln, dvs urtagets 15 diameter minskar i förhållande till sin obelastade dimeter medan vid rotation i en riktning motsatt fiberriktningen öppnar sig axeln, dvs urtagets 15 diameter expanderar i förhållande till sin obelastade diameter, varvid axeln släpper/minskar presspassnings greppet.
Bromsen 11, vilken vid påverkan utövar ett motriktat vridmoment på axeln 6 motverkar vridmomentet påfört via anslutningsdelen 12 på drivaxeln mellan bromsen och axeländen vid kopplingsdelen 10. Därmed upphör vid bromsverkan tvärkontraktionen hos fiberkompositmaterialet vid denna ände, varvid endast greppet erhållet via presspassningen återstår. Generatorn, som kopplingsdelen 10 ansluter till har karaktäristiskt en stor levande massa, varvid presspassningsgreppet minskar och således inte är tillräckligt starkt för att ensamt fixera kopplingsdelen 10 i drivaxeln.
Istället kommer bromsen snabbt att bromsa vindturbinen och drivaxeln, medan kopplingsdelen till generatorn fortsätter att rotera i drivaxeln.
I fig 8 är för att öka vridstyvheten på partierna 18, 19 vid dessa partier en andra uppsättning fibrer inordnade i plasten i ett intervall -(10° till 80 °) i förhållande till axelns längdriktning, där axelns tänkta rotationsriktning anger positiva fiberlind- ningsvinklar sett från navet mot generatorn. För att fiberkompositen skall bibehålla sitt särpräglade uppträdande när den utsätts för ett vridmoment är fortfarande en merpart av fibrerna riktade i positiv riktning. Exempelvis har 70-80% av fibrerna positiv fiberlindningsriktning medan 20-30% har negativ fiberlindningsriktning. De positiva och negativa fiberlindningsriktningarna kan ha samma vinkelavvikelse från axelns längdaxel, men den är inte ett krav.
I de områden utmed axelns längd där de positivt och negativt riktade fibrerna överlappar varandra ligger i ett exempel de positivt riktade fibrerna ovanpå fibrerna i den andra uppsättningen. I ett alternativt exempel korsar fibrerna varandra i ett - v s n - - o u v uno-q. o f: 3"; 'i _ E"¿_'°§: .. 9 flätmönster där varje positivt riktad fiber växelvis passerar ovanför respektive under de negativt riktade fibrerna.
Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till den ovan beskrivna föredragna utföringsformen, utan en mängd möjligheter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fackman på området, utan att denna för den skull avviker från uppfinningens grundtanke såsom definierad i bifogade patentkrav.
Claims (1)
1. 0 15 20 25 30 523 196 -' o n ø o v | o | v; 10 PATENTKRAV Anordning vid drivaxel (6), vilken drivaxel vid sin första ände är inrättad för operativ förbindelse med en drivmekanism (4, 5) som påför drivaxeln ett första vridmoment och vilken vid sin andra ände är inrättad för operativ förbindelse med en av drivaxeln driven mekanism (9), k ä n n e t e c k n a d a v, att drivaxeln (6) åtminstone vid en av ändarna har ett urtag (15) inrättat att ta emot en anslutning (1 2; 10) för tillhörande mekanism (4,5, 9) och att urtagets vägg (7) åtminstone i ett område (18, 19) vid nämnda ände är uppbyggd av fiber- kompositmaterial innefattande en första uppsättning fibrer som sträcker sig i urtagsväggen i en riktning ungefär inom ett intervall 10° till 80° i förhållande till drivaxelns längdriktning, där det positiva vinkelintervallet anger att fibrerna är lagda i den första vridrnomentriktningen, varvid det första vridmomentet är inrättat att åstadkomma tvärkontraktion hos axeln vid nämnda urtagsområde för att verkställa ett klämgrepp om den tillhörande mekanismanslutningen. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att i åtminstone en position utmed drivaxelns längd är anordnade medel (11) för att vid påverkan påföra drivaxeln ett andra vridmoment i en riktning motriktad det första vridmomentet, varvid ingreppet med den drivna mekanismen lossar. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att drivmekanismen (4,5) innefattar ett eller flera vinddrivna rotorblad (5) och att den drivna mekanismen (9) är en generator inrättad att omvandla axelns rotationsenergi till elektrisk energi. Användning av en drivaxel enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att användningen sker i ett vindkraftverk. Anordning vid vindkraftverk innefattande - ett tom (2), - ett vid tomet anordnat nav (4) vid vilket är monterat ett eller flera rotorblad (5), - en generator (9) och 10 15 20 25 30 523 196 1 l - en drivaxel (6) anordnad mellan navet (4) och generatorn (9), varvid navet (4) påfór drivaxeln (6) ett första vridmoment, k ä n n e t e c k n a d a v, att drivaxeln åtminstone vid sin ände (19) vettande mot generatorn (9) har ett urtag (15) inrättat att ta emot en anslutning (10) fór generatom (9) och att urtagets vägg (7) åtminstone i ett område vid nämnda ände är uppbyggd av ett fiberkompositmaterial innefattande en första uppsättning fibrer som sträcker sig i urtagsväggen i en riktning ungefär inom ett intervall 10° till 80° i förhållande till drivaxelns längdriktning, där det positiva vinkelintervallet anger att fibrema är lagda i den forsta vridmomentriktningen, varvid det första vridmomentet är inrättat att åstadkomma tvärkontraktion hos axeln vid nämnda urtagsorriråde fór att verkställa ett klämgrepp om generatoranslutningen (10). Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d a v att vid åtminstone en position utmed drivaxelns längd är anordnade medel (1 1) fór att vid påverkan påfóra drivaxeln ett andra vridmoment i en riktning motriktad det forsta vridmomentet, varvid ingreppet med generatoranslutningen lossar. Anordning enligt patentkrav 1 eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v, att fiberkompositen vidare innefattar en andra uppsättning fibrer som sträcker sig utmed drivaxeln -10° till -80° i förhållande till axelns längdriktning, där det negativa vinkelintervallet anger att fibrema är lagda motsatt den första vridmomentriktningen och där en merpart av fibrema är positivt riktade. Anordning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att den första fiberuppsättningen innefattar tre gånger fler fibrer än den andra fiberuppsättningen. Anordning enligt patentkrav l eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v, att urtaget (15) i ett tvärsnitt är cirkulärformigt och att anslutningen i ett tvärsnitt är cirkulärfonnig. 10 15 20 25 30 10. ll. 12. 13. 14. 15. 16. 523 196 -a 12 Anordning enligt patentkrav 1 eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v att urtagets (15) dimension och anslutningens (10) dimension är väsentligen konstant utmed hela den greppande längden. Anordning enligt patentkrav 1 eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v att intervallet för den första flberuppsättningen är 30° - 60°. Anordning enligt patentkrav 1 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den forsta fiberriktningen är ungefär 45° i förhållande till drivaxelns längdriktning. Anordning enligt patentkrav 1 eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v att anslutningen är utformad i ett material som krymper vid kyla och att åtminstone en kanal (8) är utbildad i anslutningen fór ett kylmedium. Anordning enlig patentkrav l eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v att fiberkompositen är en matrisplast innefattande kolfibrer. Metod att i ett vindkraftverk (1) anordna en drivaxel (6) mellan ett drivande nav (4) och en generator (9), k ä n n e t e c k n a d a v, att drivaxeln (6), vilken åtminstone utefler en forsta längd (19) vid sin ände vettande mot generatorn är bildad av ett fiberkompositmaterial innefattande en första fiberuppsättning som sträcker sig i urtagsväggen i en riktning ungefär inom ett intervall l0° till 80° i förhållande till drivaxelns längdriktning, vid nämnda ände centrerat förses med ett första urtag (15) riktat från axelns kortsida och vinkelrätt inåt, att en anslutning (10) för generatorn fors in i det första urtaget och att ett vridmoment påförs drivaxeln via navet (4) i en riktning sådan att vridmomentriktningen sammanfaller med fiberriktningen, varvid vridmomentet utefter nämnda första längd åstadkommer tvärkontraktion hos axeln fór att verkställa ett kläm grepp mellan drivaxeln och generatoranslutningen. Metod enligt patentkrav 15, k ä n n e t e c k n a d a v att drivaxeln (6), vilken dessutom utefter en andra längd (18) vid sin ände vettande mot navet (4) är bildad av nämnda kompositmaterial med fibrerna lagda i samma fiberriktning, i 17. 5 2 3 1 9 6 ;jj¿ 1 3 nämnda ände centerat förses med ett andra urtag (15), att en anslutning för navet törs in i det andra urtaget varvid vridmomentet utefter nämnda andra längd (18) åstadkommer tvärkontraktion hos axeln for att verkställa ett klämgrepp mellan drivaxeln och navanslutningen. Metod enligt patentkrav 15 eller 16, k ä n n e t e c k n a d a v att för att lösgöra ingreppet med generatoranslutningen drivaxeln påfórs ett motriktat vridmoment.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0103610A SE523196C2 (sv) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Anordning och metod vid drivaxel |
PCT/SE2002/001886 WO2003037608A1 (en) | 2001-10-31 | 2002-10-16 | Device and method for a drive shaft |
EP02783891A EP1458554B1 (en) | 2001-10-31 | 2002-10-16 | Device and method for a drive shaft |
DE60234712T DE60234712D1 (de) | 2001-10-31 | 2002-10-16 | Vorrichtung und verfahren für eine antriebswelle |
AT02783891T ATE451221T1 (de) | 2001-10-31 | 2002-10-16 | Vorrichtung und verfahren für eine antriebswelle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0103610A SE523196C2 (sv) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Anordning och metod vid drivaxel |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0103610D0 SE0103610D0 (sv) | 2001-10-31 |
SE0103610L SE0103610L (sv) | 2003-05-01 |
SE523196C2 true SE523196C2 (sv) | 2004-03-30 |
Family
ID=20285817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0103610A SE523196C2 (sv) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Anordning och metod vid drivaxel |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1458554B1 (sv) |
AT (1) | ATE451221T1 (sv) |
DE (1) | DE60234712D1 (sv) |
SE (1) | SE523196C2 (sv) |
WO (1) | WO2003037608A1 (sv) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE544949T1 (de) | 2007-12-28 | 2012-02-15 | Gamesa Innovation & Tech Sl | VERFAHREN ZUM ANSCHLIEßEN EINER LANGSAMEN WINDTURBINENHAUPTWELLE AN EINE EINGANGSWELLE EINES WINDTURBINENGETRIEBES UND DURCH DIESES VERFAHREN ERHALTENE KOPPLUNGSVORRICHTUNG |
WO2010069324A2 (en) * | 2008-12-17 | 2010-06-24 | Vestas Wind Systems A/S | Shrink disk connection for a wind turbine |
EP2372150B1 (en) * | 2010-03-29 | 2013-12-18 | Alstom Renovables España, S.L. | Wind turbine |
EP2372151B1 (en) | 2010-03-29 | 2016-01-13 | ALSTOM Renewable Technologies | Wind turbine |
KR20110139127A (ko) | 2010-06-21 | 2011-12-28 | 엔비전 에너지 (덴마크) 에이피에스 | 풍력터빈 및 풍력터빈용 축 |
EP2397690A1 (en) | 2010-06-21 | 2011-12-21 | Envision Energy (Denmark) ApS | Flexible shaft wind turbine |
ES2387439B1 (es) * | 2010-10-18 | 2013-07-26 | Gamesa Innovation & Technology, S.L. | Unión entre el eje de entrada de la multiplicadora y eje de giro del rotor. |
DE102011005498A1 (de) * | 2011-03-14 | 2012-09-20 | Aktiebolaget Skf | Lagerkonzept mit Wickelrohren |
EP2788621A2 (en) * | 2011-12-06 | 2014-10-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Wind turbine |
GB201222971D0 (en) * | 2012-12-19 | 2013-01-30 | Romax Technology Ltd | Flexible driving shaft |
CN106272111B (zh) * | 2016-08-31 | 2018-07-17 | 三一重型能源装备有限公司 | 一种风机塔筒的装夹定位方法及装置 |
EP3874162B1 (en) | 2018-11-02 | 2023-01-04 | Vestas Wind Systems A/S | Nacelle and method of assembling the same |
US11773896B2 (en) | 2019-07-22 | 2023-10-03 | Hamilton Sundstrand Corporation | Composite drive shaft under dominant unidirectional torque |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2927955C2 (de) | 1979-07-11 | 1982-12-30 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Verfahren zur Herstellung eines Kupplungselements |
GB2133499B (en) | 1982-11-16 | 1985-10-09 | Honda Motor Co Ltd | Shafts incorporating fibre-reinforced plastics |
US4774043A (en) * | 1985-05-23 | 1988-09-27 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for production of a hollow shaft of fiber-reinforced plastic |
FR2589962B1 (fr) * | 1985-11-14 | 1989-07-13 | Spiflex Sa | Procede pour renforcer un element cylindrique aux efforts de torsion et element cylindrique s'y rapportant |
EP0222660A1 (fr) * | 1985-11-14 | 1987-05-20 | Spiflex S.A. | Procédé pour renforcer un élément cylindrique aux efforts de torsion et élément cylindrique s'y rapportant |
DE3725959A1 (de) * | 1987-08-05 | 1989-02-16 | Loehr & Bromkamp Gmbh | Verbindung zwischen fvw-rohr und stahlzapfen |
-
2001
- 2001-10-31 SE SE0103610A patent/SE523196C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-10-16 DE DE60234712T patent/DE60234712D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-16 EP EP02783891A patent/EP1458554B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-16 AT AT02783891T patent/ATE451221T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-10-16 WO PCT/SE2002/001886 patent/WO2003037608A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE60234712D1 (de) | 2010-01-21 |
EP1458554A1 (en) | 2004-09-22 |
ATE451221T1 (de) | 2009-12-15 |
SE0103610L (sv) | 2003-05-01 |
EP1458554B1 (en) | 2009-12-09 |
SE0103610D0 (sv) | 2001-10-31 |
WO2003037608A1 (en) | 2003-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE523196C2 (sv) | Anordning och metod vid drivaxel | |
US8262360B2 (en) | Wind turbine rotor | |
US7936080B2 (en) | Wind turbine, a method for coupling a first drive train component of the drive train of a wind turbine to a second drive train component of the drive train and use of a wind turbine | |
KR102289000B1 (ko) | 개선된 효율을 가지는 트윈 수직 축 터빈들을 가지는 부유식 풍력 터빈 | |
JP5947286B2 (ja) | ドライブ装置 | |
JP4738027B2 (ja) | 風力発電装置の軸カップリング構造 | |
CA1117428A (en) | Wind turbine blade retention device | |
KR100736154B1 (ko) | 회전자 블레이드 연결부 | |
JP5232174B2 (ja) | プロペラ羽根の保持 | |
EP2376779B1 (en) | Shrink disk connection for a wind turbine | |
GB2229230A (en) | Ring for supporting aircraft propeller | |
IL109854A (en) | A flexible beam moves from the main rotor assembly to the helicopter laminate | |
JPS62294702A (ja) | 動翼保持装置 | |
US20230044395A1 (en) | Wind Turbine | |
US20090068020A1 (en) | Hollow blade anti-crack clamp support blocks | |
EP2435699B1 (en) | Shaft connection using a band | |
US20220252048A1 (en) | Wind turbine main shaft assembly | |
EP3245128B1 (de) | Schwimm- und tauchhilfe | |
EP1111270B1 (de) | Schwungrad zum Speichern von Rotationsenergie | |
SE523720C2 (sv) | Anordning och metod vid rotorblad | |
WO2016113264A2 (de) | Unterwasser-antriebs-einheit | |
CN111794904A (zh) | 风力涡轮机叶片的梁、风力涡轮机叶片、风力涡轮机及制造风力涡轮机叶片及其梁的方法 | |
JP2006274989A (ja) | 風車 | |
JP2751551B2 (ja) | 糸条の巻取装置 | |
DE2022873A1 (de) | Verbindungsstueck und dessen Anwendung auf gelenkfreie Rotoren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |