WO2011098263A1 - Ölstandsüberwachungseinrichtung eines getriebes insbesondere einer windkraftanlage - Google Patents

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WO2011098263A1
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Adil Ben Haddou
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a ⁇ lstandsmess- and / or oil level monitoring device for accurately determining the oil level or an oil leak regardless of the operating state of the oil and / or the machine in which the oil is located.
  • the invention relates to an oil level measuring and / or oil level monitoring device of a wind turbine according to the preamble of patent claim 1.
  • Wind turbines are equipped with generator gears, which transmits the rotation of a wind rotor to a generator for converting the wind energy, for example, into electricity. Since such transmissions must transmit significant torques, their spatial dimensioning is particularly large.
  • generator gears For lubricating the generator gear of a generic wind turbine further at least one, preferably two oil pumps is provided, of which, as a rule, one oil pump is mechanically operated via the transmission and the other oil pump.
  • the electric pump is often switchable as a switchable pump as needed in several stages.
  • a certain lubricating oil supply in the form of an oil sump is provided, which is located in the transmission housing and from which the oil pumps remove lubricating oil as needed to actively lubricate parts of the transmission.
  • a part of the rotating elements of the transmission in a conventional manner in the oil sump and are lubricated passively in this way, depending on the operating condition of the transmission.
  • CONFIRMATION COPY Decisive for the functioning of the transmission and its longevity is therefore the provision of a sufficient lubricating oil supply, after which the filling state of the transmission with lubricating oil should not fall below a predetermined minimum limit.
  • wind turbines of this type represent a so-called regenerative power generation and are therefore considered to be particularly environmentally friendly. Oil leaks should therefore not occur in such systems, or be quickly detected to keep leakage losses as small as possible and thus to minimize the environmental impact. Again, the most accurate oil level measurement and monitoring is required.
  • so-called fill level switches are used for oil level measurement, which can detect whether a level of the oil in the gear housing comes close to their mounting position.
  • the measurements obtained here are subject to considerable fluctuations / deviations u.a. due to temperature-induced volume changes of the lubricating oil, changes in the amount of lubricating oil in circulation, changes in the immersed in the lubricating oil sump gear portions, etc.
  • an oil level measuring and monitoring device is therefore already known in the technical field of construction machinery, which determines the oil level (filling level) in a diesel engine via the detour of the oil column pressure (total weight of the filled lubricating oil).
  • the known device is equipped with a speed sensor for measuring the engine speed, an oil temperature sensor and an oil pressure sensor, which transmit corresponding current operating characteristics of an oil pressure alarm device.
  • a limit value table is stored in which rated operating limits for oil column pressures are stored for certain operating characteristics or operating data combinations, which were determined analytically in advance and whose falling below indicates a drop in the filling level below a predefined critical value.
  • the transmission according to the invention has a main lubricating oil pump for removing lubricating oil from a lubricating oil sump.
  • the transmission is further equipped with an oil level measuring and / or monitoring device for measuring / monitoring the filling level of the lubricating oil sump.
  • the oil level measuring and / or monitoring device has for this purpose a pressure sensor which is placed in the oil sump of the transmission so as to measure an oil sump column pressure representing the filling level. In this way, a reduction in the amount of lubricating oil can be detected immediately via a drop in the column pressure in the oil sump and thus promptly and, if necessary, an alarm signal can be output.
  • the wind turbine according to the invention therefore has a torque transmission from a rotor to at least one generator provided generator gear on which at least one main lubricating oil pump is flanged for removing lubricating oil from a lubricating oil sump.
  • the transmission is further equipped with a Olstandsmess- and / or monitoring device for measuring / monitoring the filling level of the lubricating oil sump.
  • the Olstandsmess- and / or monitoring device has this one Pressure sensor placed in the oil sump of the transmission so as to measure an oil sump column pressure representing the level. In this way, a reduction in the amount of lubricating oil can be detected immediately via a drop in the column pressure in the oil sump and thus promptly and, if necessary, an alarm signal can be output.
  • a further preferably switchable lubricating oil pump is arranged (flanged) on the generator gear, which promotes together with the main lubricating oil pump lubricating oil from the lubricating oil sump to selected gearboxes.
  • At least one of the pumps (in particular the switchable pump) is further preferably switchable into a plurality of delivery stages.
  • Another aspect of the invention provides for the arrangement of an electronic evaluation unit to which the pressure sensor and an oil temperature sensor and optionally (preferably) a speed sensor for determining the rotor or transmission speed and one or more volume flow sensor (s) for determining the current volume flow of at least a pump or the currently operated pumps are connected.
  • the evaluation unit preferably has, inter alia, a compensation section, which first subjects the pressure sensor measured value to a temperature compensation procedure in accordance with the temperature measured value supplied by the oil temperature sensor. For this purpose, it is provided, for example, to multiply the pressure sensor measured value with a compensation coefficient, which is preferably determined on the basis of the temperature measured value from a coefficient table.
  • the evaluation unit has at least one comparator section which compares the temperature-compensated pressure sensor measured value with a valid pressure limit value.
  • This pressure limit value may be a value that the sump column pressure can not fall below in normal (for example, average or maximum) operation without leakage.
  • the pressure limit value is determined as a function of the rotational speed and of the delivery volume flow of the at least one or the pumps currently being operated.
  • the filling level particularly influencing boundary conditions are provided an individual reference size, which should not fall below the oil sump column pressure, (unless there is a leak occurred).
  • the individual reference variable may preferably be so closely approximated to the expected, minimum occurring sump column pressure, that even the slightest deviations are registered downwards, which can lead to the triggering of an alarm.
  • gear position may be taken into account when determining the pressure limit value, from which the respective (possibly current) into the oil sump submersed gear ratio results.
  • the pressure limit value is calculated cyclically on the basis of a calculation formula. That From a multiplicity of tests, a weighting in the form of a coefficient can be respectively determined for the abovementioned boundary conditions with which the respective measured values are to be multiplied, which then have to be added to a desired oil sump column pressure.
  • the oil level measuring and / or monitoring device can be designed so that the exceeding of a maximum permissible oil level of the transmission can be reliably detected.
  • a second comparator section would be provided, which compares the temperature-compensated pressure sensor measured value with a second pressure limit value.
  • the second pressure limit corresponds to a maximum allowable amount of gear oil.
  • the second pressure limit value with the first pressure limit value together represents an interval of an allowed oil level in the oil sump of the transmission.
  • a display device which is controlled by the first and second comparator section so that an oil level in dependence on the temperature-compensated pressure sensor measured value below the interval, an oil level in the interval and in particular an oil level above the interval is displayed.
  • FIG. 1 shows an evaluation unit for a wind turbine as part of an oil level measuring and / or monitoring device for a generator gear of the wind turbine according to a first preferred embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a sensor value table of a generator transmission of a wind turbine with a singular threshold value drawn in according to the first preferred exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows an electronic evaluation unit of a wind power plant with a generator gear equipped with an oil level measuring and / or monitoring device according to a second preferred embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a sensor value table for the oil level measuring and / or monitoring device of a wind power plant according to the second preferred embodiment of the invention
  • Fig. 5 shows the maximum and minimum permissible fill levels with respect to the respective operating states of the generator gear of a wind turbine according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a wind turbine in which the invention can be used. As already stated, a wind turbine according to FIG. 6 has a
  • Wind rotor which is followed by a generally multi-stage generator gearbox.
  • the generator gear transmits a torque from the output shaft of the wind rotor to the input shaft of at least one electric generator for generating electric current.
  • the generally multi-stage generator gear is equipped with at least one oil pump, preferably with two oil pumps, which are flanged to the housing of the generator gearbox.
  • a pump is mechanically connected to the generator gear to be taken on an operation of the generator gear with a certain gear ratio in operation.
  • an electrically operated pump is provided, which depends on the speed of the Wind rotors can optionally be put into operation (switchable). At least one of these pumps, preferably the electrically driven pump, thereby has several delivery volume flow stages.
  • the pumps are used to
  • lubricating oil lubricating oil
  • the lubricating oil sump has a maximum and minimum filling height, both to ensure adequate lubrication of the gearbox and to avoid excessive heat generation in the gearbox. It is therefore necessary in particular for large gears of this type that the filling level of the oil sump is meticulously met.
  • wind turbines of this type are considered so-called green power plants, d. H. Plants that convert regenerative energies into usable energy such as electricity and are therefore particularly environmentally friendly. For this purpose, it is also necessary to avoid environmental pollution or contamination by equipment, which are essential for maintaining the function of the wind turbine. In other words, in such systems leakage losses, for example, of lubricating oil must be avoided or limited to a minimum level.
  • the wind turbine is equipped with an oil level measuring and / or monitoring device according to the first preferred embodiment of the invention.
  • This electronic evaluation unit 1 has a compensation section, in which the oil sump column pressure measured by the pressure sensor 100 is multiplied by a temperature coefficient / factor which is read out from a temperature coefficient table according to the measured oil temperature value and which in advance in the context of experiments with the corresponding generator transmission for different Temperatures was determined.
  • This so-temperature-compensated oil stump column pressure is a CPU 4 of the measuring and / or monitoring device (the electronic evaluation unit 1) supplied. Furthermore, the evaluation unit 1 has a comparison section 6, in which the temperature-compensated oil sump column pressure value is compared with a pressure limit value. If the temperature-compensated oil sump column pressure value reaches the pressure limit value and / or falls below it, the evaluation unit 1 outputs a signal to an alarm transmitter 8.
  • the control process of the oil level measuring and / or monitoring device including the evaluation unit 1 according to the first preferred embodiment of the invention is shown in tabular form in FIG.
  • a step characteristic 10 indicates the transmission speed (n-HSS) in revolution per minute on an input shaft of the generator transmission.
  • the substantially continuously rising curve 12 in the lower table represents the oil sump temperature oil. This same rising curve is also depicted in the upper table according to FIG.
  • an oil column pressure P-Nev is also shown in a descending curve 14.
  • a two-stage oil pump designed in this case generates a gradual decrease in the oil column pressure P-Nev with the corresponding operating circuit.
  • the Olciclendruckteil shows here an immediate reaction.
  • a more accurate detection of the filling level of the oil sump contained in the transmission allows the oil level measuring and / or monitoring device according to the second preferred embodiment of the invention, as shown schematically in Fig. 3.
  • the oil level measuring and / or monitoring device has a pressure sensor 100 for detecting the oil sump column pressure, which is placed in the oil sump of the generator gear, and an oil temperature sensor 110 for measuring the temperature in the oil sump. Furthermore, at least one rotational speed sensor 120 and a pump volumetric flow sensor 130 or volumetric flow sensors are electrically connected to the electronic evaluation unit 1.
  • the speed sensor 120 determines or measures the speed at the transmission, preferably the transmission input shaft, or the speed of the drive shaft for a mechanically operated oil pump or the evaluation unit 1 directly receives speed information from an independently existing machine control, for example via a PC interface. Other locations for the location of the speed sensor 120 are also conceivable.
  • the pump volumetric flow sensor 130 is provided on the pressure side (delivery side) of the at least one in the case of two pumps on both oil pumps. This one measures Alternatively, however, it is possible to detect only the operating stage of the oil pump (s) to which a certain volume flow was assigned in advance. Both variants are shown in FIG. 3.
  • a position sensor 140 can be connected to the electronic evaluation unit 1, which measures the angular position of the generator gear on a suitable component such as a ring gear or a planet gear carrier of a gear stage, from these signals that proportion can be determined, which is currently immersed in the oil sump in the gear housing is and displaces an appropriate amount of oil.
  • the measured oil sump column pressure value is subjected to temperature compensation in accordance with the first preferred embodiment described above, and then the temperature-compensated column pressure value is supplied to the CPU 4.
  • the CPU 4 receives actual values from the rotational speed sensor 100 as well as from the oil pump volume flow sensors 130. From these values, the CPU 4 determines a nominal limit value for the fill level of the oil sump.
  • the target pressure limit value can be read from a value table in which a plurality of desired limit values for different measured value constellations are stored, which were determined analytically in advance for the relevant generator gearbox.
  • a filling height model in the form of a
  • a desired filling level (setpoint pressure limit value) for the current operating state of the transmission and the pumps flanged thereto can be calculated.
  • the desired fill level (target pressure limit) may be calculated from the equation
  • Pcrenzwert P 0 - a XN - b XQ - CXT - d XL
  • T 0 measured sump column pressure
  • the quantities a to d represent compensation coefficients which define the valency of the relevant measured values and which were determined analytically in advance for obtaining a real-close calculation model.
  • the real oil volume is determined from the tank oil volume measured / calculated via the column pressure (taking into account, if necessary, the transmission angle) and the circulating oil volume.
  • the latter is composed of the volume circulated by rotating the gearbox internal components (speed) and the volume delivered by the pump (s). From this, a situation-related limit can be determined very accurately.
  • Embodiment of the invention also a comparison section 6, in which the temperature-compensated oil sump column pressure value compared with the established in the CPU 4, valid for the current operating situation column pressure limit and outputs when reaching or falling below this limit an alarm signal to the alarm generator 8.
  • the upper table of FIG. 4 shows the curve 14 of the oil column pressure when operating a two-stage operable Lubricating oil pump. This course 14 corresponds exactly to the oil column pressure curve 14 described with reference to FIG. 2 of the first preferred exemplary embodiment of the invention, so that reference may be made at this point to the above description. 4, the oil sump temperature curve 12 is plotted above the oil column pressure curve 14 of the at least one two-stage pump.
  • a plurality of setpoint limit values are provided that are valid for different operating states within the context of an operating time sequence, as also described in US Pat the upper table according to FIG. 4 is shown.
  • a first threshold value G1 for a column pressure refers to a value that the oil sump should reach in the case of an unactuated transmission and an unactuated lubricating oil pump. It should be noted at this point that in this first limit value according to FIG. 4, the angular position of the generator gear is not considered, which would result in a further refinement of the limit values.
  • the second limit value G2 relates to a column pressure value, which should at least be set in a first stage when operating the lubricating oil pump in the present case.
  • Another limit value G3 relates to a column pressure value which may be set at least when operating the at least one pump in a second operating stage.
  • further limit values are shown in the upper table according to FIG. 4, which represent column pressure limit values which the currently measured oil sump column pressure must not fall below for certain rotational speeds of the transmission. Should in one of the above operating states of the transmission or the
  • FIG. 5 shows a selection of fill levels respectively associated with measurable column pressure values for different operating states of the generator transmission or the current position angle of the transmission and their distances in millimeters. This analytically ascertainable maximum and minimum fill levels can also be analytically assigned a corresponding column pressure value and stored in the above-mentioned table.
  • a second comparator section would be provided, which compares the temperature-compensated pressure sensor measured value with a second pressure limit value.
  • the second pressure limit corresponds to a maximum allowable amount of gear oil.
  • the second pressure limit value together with the first pressure limit value together represents an interval of an allowed oil level in the oil sump of the transmission.
  • a display device may be provided, which is controlled by the first and second comparator section so that depending on the temperature compensated pressure sensor reading an oil level below the interval, an oil level in the interval and in particular an oil level above of the interval is displayed.
  • the oil level measuring and / or monitoring device in particular according to the second preferred embodiment of the invention, it is possible in principle to reduce leakage oil losses by up to 90%, which could occur in a transmission without the inventive device. Furthermore, the oil level monitoring can be done via the oil weight, whereby the temperature influence is completely compensated.
  • a good reaction can be achieved and sensitivity to recent oil losses. As a result, better transmission and environmental protection can be achieved.

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Abstract

Offenbart wird eine Windkraftanlage, die zur Drehmomentübertragung von einem Rotor auf zumindest einen Generator mit einem Generatorgetriebe ausgerüstet ist, an dem zumindest eine Hauptschmierölpumpe angeflanscht ist zur Entnahme von Schmieröl aus einem Schmierölsumpf und zur Zufuhr des Schmieröls zu ausgewählten Getriebestellen und das mit einer Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung versehen ist zu Messung/Überwachung der Füllhöhe des Schmierölsumpfs. Erfindungsgemäß hat die Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung einen Drucksensor, der im Ölsumpf des Getriebes so platziert ist, um einen Ölsumpf-Säulendruck zu messen.

Description

Ölstandsüberwachungseinrichtung eines Getriebes insbesondere einer
Windkraftanlage
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ölstandsmess- und/oder Ölstandsüberwachungseinrichtung zur exakten Bestimmung des Ölstands bzw. einer Ölleckage unabhängig vom Betriebszustand des Öls und/oder der Maschine, in der sich das Öl befindet. Vorzugsweise betrifft die Erfindung eine Ölstandsmess- und/oder Ölstandsüberwachungseinrichtung einer Windkraftanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Windkraftanlagen sind mit Generatorgetrieben ausgerüstet, welche die Rotation eines Windrotors auf einen Generator zur Umwandlung der Windenergie beispielsweise in elektrischen Strom überträgt. Da derartige Getriebe erhebliche Drehmomente übertragen müssen, ist deren räumliche Dimensionierung besonders groß gewählt. Zur Schmierung des Generatorgetriebes einer gattungsgemäßen Windkraftanlage ist ferner zumindest eine, vorzugsweise zwei Ölpumpen vorgesehen, von denen in der Regel die eine Ölpumpe mechanisch über das Getriebe und die andere Ölpumpe elektrisch betrieben wird. Die elektrische Pumpe ist dabei häufig als zuschaltbare Pumpe bedarfsgerecht in mehrere Förderstufen schaltbar.
Für das Getriebe wird ein bestimmter Schmierölvorrat in Form eines Ölsumpfs vorgesehen, das sich im Getriebegehäuse befindet und aus dem die Ölpumpen bedarfsgerecht Schmieröl entnehmen, um Teile des Getriebes aktiv zu schmieren. Darüber hinaus liegt ein Teil der sich drehenden Elemente des Getriebes in an sich bekannter Weise im Ölsumpf und werden auf diese Art in Abhängigkeit des Betriebszustands des Getriebes zusätzlich passiv geschmiert.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Entscheidend für die Funktionsfähigkeit des Getriebes sowie dessen Langlebigkeit ist demzufolge die Bereitstellung einer ausreichenden Schmierölversorgung, wonach der Füllzustand des Getriebes mit Schmieröl eine vorbestimmte Mindestgrenze nicht unterschreiten sollte.
Des Weiteren stellen Windkraftanlagen dieser Gattung eine sogenannte regenerative Energieerzeugung dar und gelten daher als besonders umweltfreundlich. Ölleckagen sollten daher bei derartigen Anlagen nicht auftreten, bzw. schnell erkannt werden, um Leckageverluste möglichst klein zu halten und damit die Umweltbelastung zu minimieren. Auch hierfür ist eine möglichst exakte Ölstandsmessung und Überwachung erforderlich.
In der Regel werden zur Ölstandsmessung sogenannte Füllstandsschalter verwendet, welche erfassen können, ob ein Füllstand des Öls im Getriebegehäuse an ihre Einbauposition heranreicht. Jedoch unterliegen die hierbei gewonnenen Messwerte erheblichen Schwankungen/Abweichungen u.a. infolge temperaturbedingter Volumenänderungen des Schmieröls, Änderungen der in Umlauf befindlichen Schmierölmenge, Änderungen der in den Schmierölsumpf eingetauchten Getriebeanteile, etc.
Aus dem Stand der Technik gemäß der JP 2005-188434 A ist daher bereits auf dem technischen Gebiet der Baumaschinen eine Olstandsmess- und Überwachungseinrichtung bekannt, welche den Ölstand (Füllhöhe) in einem Dieselmotor über den Umweg des Ölsäulendrucks (Gesamtgewichts des eingefüllten Schmieröls) bestimmt. Demzufolge ist die bekannte Einrichtung mit einem Drehzahlsensor zur Messung der Motordrehzahl, einem Öltemperatursensor sowie einem Öldrucksensor ausgerüstet, welche entsprechende aktuelle Betriebskenndaten einer Öldruckalarmeinrichtung übermitteln. In der Öldruckalarmeinrichtung ist eine Grenzwerte-Tabelle gespeichert, in der für bestimmte Betriebskenndaten bzw. Betriebskenndaten-Kombinationen Nenn-Grenzwerte für Ölsäulendrücke abgespeichert sind, die vorab analytisch bestimmt wurden und deren Unterschreiten ein Absinken der Füllhöhe unterhalb eines vordefinierten kritischen Werts anzeigt. Obgleich es also aus dem Stand der Technik generell bekannt ist, über den Ölsäulendruck und damit im Wesentlichen temperaturunabhängig die aktuelle Füllhöhe an Schmieröl zu bestimmen, so eignet sich diese bekannte Olstandsmess- und Überwachungseinrichtung in dieser Form nicht für ein Großgetriebe einer Windkraftanlage, da hier andere Faktoren für die Verfälschung von Füllhöhenmesswerten maßgeblich sind.
Angesichts dieses Stands der Technik ist es die generelle Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe, insbesondere einer Windkraftanlage so weiter zu bilden, dass sie möglichst umweltfreundlich betrieben werden kann. Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, Ölleckagen zu vermeiden bzw. rasch zu erkennen und abzudichten. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es hierfür, die aus dem Stand der Technik bekannte Ölstandsmess-/- überwachungseinrichtung so weiter zu entwickeln, dass deren Einsatz in einem Generatorgetriebe einer Windkraftanlage möglich ist. Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe mit einer Ölstandsmess-/-Überwachungseinrichtung für das zugehörige Generatorgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dabei Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Getriebe hat eine Hauptschmierölpumpe zur Entnahme von Schmieröl aus einem Schmierölsumpf. Das Getriebe ist ferner mit einer Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung ausgerüstet zur Messung/Überwachung der Füllhöhe des Schmierölsumpfs. Die Olstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung hat hierfür einen Drucksensor, der im Ölsumpf des Getriebes so platziert ist, um einen die Füllhöhe repräsentierenden Ölsumpf-Säulendruck zu messen. Hierdurch kann eine Verringerung der Schmierölmenge unmittelbar über ein Absinken des Säulendrucks im Ölsumpf und somit zeitnah erfasst sowie ggf. ein Alarmsignal ausgegeben werden.
Die erfindungsgemäße Windkraftanlage hat demzufolge ein zur Drehmomentübertragung von einem Rotor auf zumindest einen Generator vorgesehenes Generatorgetriebe, an dem zumindest eine Hauptschmierölpumpe angeflanscht ist zur Entnahme von Schmieröl aus einem Schmierölsumpf. Das Getriebe ist ferner mit einer Olstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung ausgerüstet zur Messung/Überwachung der Füllhöhe des Schmierölsumpfs. Die Olstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung hat hierfür einen Drucksensor, der im Ölsumpf des Getriebes so platziert ist, um einen die Füllhöhe repräsentierenden Ölsumpf-Säulendruck zu messen. Hierdurch kann eine Verringerung der Schmierölmenge unmittelbar über ein Absinken des Säulendrucks im Ölsumpf und somit zeitnah erfasst sowie ggf. ein Alarmsignal ausgegeben werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist an dem Generatorgetriebe eine weitere vorzugsweise zuschaltbare Schmierölpumpe angeordnet (angeflanscht), die zusammen mit der Hauptschmierölpumpe Schmieröl aus dem Schmierölsumpf zu ausgewählten Getriebestellen fördert. Zumindest eine der Pumpen (insbesondere die zuschaltbare Pumpe) ist weiter vorzugsweise in mehrere Förderstufen schaltbar. Hierdurch kann der aktuelle Schmierölverbrauch insgesamt auf ein Minimum reduziert und damit die Gefahr einer Ölleckage verkleinert werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht die Anordnung einer elektronischen Auswerteeinheit vor, an die der Drucksensor sowie ein Öltemperatursensor und optional (vorzugsweise) ein Drehzahlsensor zur Bestimmung der Rotor- bzw. Getriebedrehzahl sowie ein oder mehrere Volumenstromsensor(en) zur Bestimmung des aktuellen Volumenstroms der zumindest einen Pumpe bzw. der aktuell betriebenen Pumpen angeschlossen sind. Vorzugsweise hat die Auswerteeinheit unter anderem einen Kompensationsabschnitt, der den Drucksensor-Messwert zuerst einer Temperaturkompensations-Prozedur entsprechend dem vom Öltemperatursensor zugeleiteten Temperaturmesswert unterzieht. Hierfür ist es beispielsweise vorgesehen, den Drucksensor-Messwert mit einem Kompensationskoeffizienten zu multiplizieren, der auf der Basis des Temperaturmesswerts vorzugsweise aus einer Koeffiziententabelle bestimmt wird. Des Weiteren hat die Auswerteeinheit zumindest einen Vergleicherabschnitt, der den temperaturkompensierten Drucksensor-Messwert mit einem gültigen Druckgrenzwert vergleicht. Dieser Druckgrenzwert kann dabei ein Wert sein, den der Ölsumpf-Säulendruck bei einem regulären (z.B. durchschnittlichen oder maximalen) Betrieb ohne Leckage nicht unterschreiten kann.
Vorteilhaft ist es ferner, dass der Druckgrenzwert in Abhängigkeit der Drehzahl, sowie des Fördervolumenstroms der zumindest einen bzw. der aktuell betriebenen Pumpen bestimmt wird. In diesem Fall kann für den gültigen Druckgrenzwert in Abhängigkeit dieser ausgewählten, die Füllhöhe besonders beeinflussenden Randbedingungswerte eine individuelle Referenzgröße bereitgestellt werden, die der Ölsumpf-Säulendruck nicht unterschreiten sollte, (es sei denn, es ist eine Leckage aufgetreten). Die individuelle Referenzgröße kann vorzugsweise so eng an den zu erwartenden, minimal eintretenden Ölsumpf-Säulendruck angenähert werden, dass bereits geringste Abweichungen nach unten registriert werden, die zum Auslösen eines Alarms führen können.
Um diese Annäherung an den real zu erwartenden, minimal eintretenden Ölsumpf- Säulendruck noch enger zu machen, kann weiter vorzugsweise vorgesehen sein, dass bei der Bestimmung des Druckgrenzwerts auch die Getriebestellung berücksichtigt wird, aus der sich der jeweils (ggf. aktuell) in den Ölsumpf eingetauchte Getriebeanteil ergibt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der Druckgrenzwert anhand einer Berechnungsformel zyklisch berechnet. D.h. aus einer Vielzahl von Versuchen kann eine Wertigkeit in Form eines Koeffizienten jeweils für die vorstehend genannten Randbedingungswerte ermittelt werden, mit welchem die jeweiligen Messwerte zu multiplizieren sind, die dann zu einem Soll-Ölsumpf-Säulendruck addiert werden müssen. Durch die Bereitstellung eines solchen Ölsumpf-Säulendruck-Modells erübrigt sich zum Einen die Erstellung einer Referenztabelle und es können zum Anderen aktuelle Soll- Säulendrücke exakter bestimmt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, kann die erfindungsgemäße Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung so ausgelegt sein, dass damit das Überschreiten eines maximal zulässigen Ölstands des Getriebes sicher erfasst werden kann. Dazu würde man einen zweiten Vergleicherabschnitt vorsehen, der den temperaturkompensierten Drucksensor-Messwert mit einem zweiten Druckgrenzwert vergleicht. Der zweite Druckgrenzwert entspricht dabei einer maximalen zulässigen Einfüllmenge an Getriebeöl. Vorzugsweise repräsentiert der zweite Druckgrenzwert mit dem ersten Druckgrenzwert zusammen ein Intervall eines erlaubten Ölstands im Ölsumpf des Getriebes. Zum Erleichtern der Ölbefüllung und zur optischen Kontrolle des Ölfüllstands kann eine Anzeigevorrichtung vorgesehen sein, die von dem ersten und zweiten Vergleicherabschnitt so angesteuert wird, dass in Abhängigkeit vom temperaturkompensierten Drucksensor-Messwert einen Ölstand unterhalb des Intervalls, einen Ölstand im Intervall und insbesondere einen Ölstand oberhalb des Intervalls anzeigt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Auswerteeinheit für eine Windkraftanlage als Bestandteil einer Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung für ein Generatorgetriebe der Windkraftanlage gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine Sensorwertetabelle eines Generatorgetriebes einer Windkraftanlage mit eingezeichnetem singulären Grenzwert gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 zeigt eine elektronische Auswerteeinheit einer Windkraftanlage mit einem mit einer Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung ausgestatteten Generatorgetriebe gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 zeigt eine Sensorwertetabelle für die Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung einer Windkraftanlage gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 5 zeigt die maximalen sowie minimalen zulässigen Füllhöhen bezüglich der jeweiligen Betriebszustände des Generatorgetriebes einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage und
Fig. 6 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer Windkraftanlage in der die Erfindung eingesetzt werden kann. Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, hat eine Windkraftanlage gemäß Fig. 6 einen
Windrotor, dem ein in der Regel mehrstufiges Generatorgetriebe nachgeschaltet ist. Das Generatorgetriebe überträgt dabei ein Drehmoment von der Abtriebswelle des Windrotors auf die Eingangswelle zumindest eines elektrischen Generators zur Erzeugung elektrischen Stroms. Das in der Regel mehrstufige Generatorgetriebe ist mit zumindest einer Ölpumpe, vorzugsweise mit zwei Ölpumpen ausgestattet, die an das Gehäuse des Generatorgetriebes angeflanscht sind. Vorzugsweise ist eine Pumpe mechanisch an das Generatorgetriebe angeschlossen, um bei einer Betätigung des Generatorgetriebes mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis in Betrieb genommen zu werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist eine elektrisch betriebene Pumpe vorgesehen, welche in Abhängigkeit der Drehzahl des Windrotors wahlweise in Betrieb genommen werden kann (zuschaltbar). Zumindest eine dieser Pumpen, vorzugsweise die elektrisch angetriebene Pumpe, hat dabei mehrere Fördervolumenstromstufen. Wie ferner vorstehend bereits ausgeführt wurde, dienen die Pumpen dazu, das
Generatorgetriebe insbesondere an ausgewählten Stellen aktiv mit Schmiermittel (Schmieröl) zu beaufschlagen, welches durch die Pumpe aus einem im Getriebegehäuse gebunkerten Schmierölsumpf entnommen wird. Wie bei Getrieben üblich, gilt für den Schmierölsumpf eine maximale sowie minimale Füllhöhe, um sowohl eine ausreichende Schmierung des Getriebes sicherzustellen als auch eine übergebührliche Wärmeentwicklung im Getriebe zu vermeiden. Es ist daher insbesondere bei Großgetrieben dieser Gattung erforderlich, dass die Füllhöhe des Ölsumpfes akurat eingehalten wird.
Darüber hinaus gelten Windkraftanlagen dieser Gattung als sogenannte grüne Kraftwerke, d. h. Anlagen, die regenerative Energien in nutzbare Energie wie elektrischen Strom umwandeln und damit besonders umweltfreundlich sind. Hierfür ist es aber auch erforderlich, Umweltbelastungen oder Verschmutzungen durch Betriebsmittel zu vermeiden, welche für die Aufrechterhaltung der Funktion der Windkraftanlage unabdingbar sind. In anderen Worten ausgedrückt, müssen bei derartigen Anlagen Leckageverluste beispielsweise von Schmieröl vermieden oder auf ein minimales Maß begrenzt werden.
Aus diesem Grund ist die Windkraftanlage mit einer Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgerüstet.
Diese hat einen Drucksensor 100 (), der im Generatorgetriebe innerhalb des Ölsumpfes platziert ist, derart, dass er einen für die Füllhöhe repräsentativen Ölsumpf- Säulendruck messen kann. Des Weiteren hat die Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung einen Temperatursensor (siehe Fig. 1 , 3), der ebenfalls im Ölsumpf angeordnet ist, um die Oltemperatur zu messen. Beide Sensoren 100, 1 10 sind an eine elektronische Auswerteeinheit 1 der Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung elektrisch angeschlossen. Diese elektronische Auswerteeinheit 1 hat einen Kompensationsabschnitt, in welchem der vom Drucksensor 100 gemessene Ölsumpf-Säulendruck mit einem Temperaturkoeffizienten/Faktor multipliziert wird, der entsprechend dem gemessenen Öltemperaturwert aus einer Temperaturkoeffiziententabelle ausgelesen wird und der im Vorfeld im Rahmen von Versuchen bei dem entsprechenden Generatorgetriebe für unterschiedliche Temperaturen ermittelt wurde. Dieser derart temperaturkompensierte Ölstumpf-Säulendruck wird einer CPU 4 der Mess- und/oder Überwachungseinrichtung (der elektronischen Auswerteeinheit 1 )zugeführt. Des Weiteren hat die Auswerteeinheit 1 einen Vergleichabschnitt 6, in welchem der temperaturkompensierte Ölsumpf-Säulendruckwert mit einem Druckgrenzwert verglichen wird. Sofern der temperaturkompensierte Ölsumpf-Säulendruckwert den Druckgrenzwert erreicht und/oder diesen unterschreitet, gibt die Auswerteeinheit 1 ein Signal an einem Alarmgeber 8 aus. Der Regelvorgang der Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung einschließlich der Auswerteeinheit 1 gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 2 tabellarisch dargestellt.
In der gemäß der Fig. 2 unteren Tabelle zeigt eine Stufenkennlinie 10 die Getriebedrehzahl (n - HSS) in Umdrehung pro Minute an einer Eingangswelle des Generatorgetriebes an. Die im Wesentlichen kontinuierlich ansteigende Kurve 12 in der unteren Tabelle stellt die Ölsumpftemperatur Oel dar. Diese gleiche ansteigende Kurve ist ferner in der gemäß der Fig. 2 oberen Tabelle abgebildet.
In der oberen Tabelle gemäß der Fig. 2 ist ferner ein Ölsäulendruck P-Nev in einer absteigenden Kurve 14 dargestellt. Wie dieser Ölsäulendruckkurve 14 entnehmbar ist, erzeugt bei stehendem Getriebe eine in diesem Fall zweistufig ausgebildete Ölpumpe ein schrittweises Absinken des Ölsäulendrucks P-Nev bei entsprechender Betriebsschaltung. In anderen Worten ausgedrückt, lässt sich anhand des Ölsäulendrucks P-Nev erkennen, wann die Ölpumpe in der ersten Förderstufe mit kleinem Ölvolumenstrom eingeschaltet ist und wann die Ölpumpe auf die zweite Stufe mit größerem Ölvolumenstrom umgeschaltet wird. Die Olsäulendruckmessung zeigt hierbei eine sofortige Reaktion. Im weiteren Verlauf der Ölsäulendruckkurve 14 ist der Einfluss der in Getriebedrehzahl beginnend mit 500 Umdrehungen pro Minute bis hin zu der Überdrehzahl von 2000 Umdrehungen pro Minute auf den Ölsäulendruck P-Niv dargestellt. Wie aus der oberen Tabelle gemäß der Fig. 2 gut zu entnehmen ist, verharrt der Ölsäulendruck P-niv mit Erreichen einer bestimmten Umdrehungszahl des Generatorgetriebes innerhalb eines bestimmten Ölsäulendruckbereichs unabhängig vom Anstieg der Ölsumpftemperatur. Dieser Ölsäulendruckbereich repräsentiert demzufolge jenen Bereich, welcher einem Referenzölstand für den Ölsumpf ohne Leckageverluste entspricht. Um folglich einen Leckageverlust detektieren zu können, ist gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Grenzwert vorgesehen, der unmittelbar unterhalb des Säulendruckwertbereichs angeordnet ist. In diesem Fall würde eine Leckage zu einem Absinken des gemessenen Säulendruckwerts P-Niv unterhalb des in der oberen Tabelle gemäß der Fig. 2 dargestellten Säulendruckwertbereiches führen und damit auch den dargestellten Grenzwert unterschreiten. In diesem Fall würde die Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Alarmsignal auslösen.
Eine genauere Erfassung der Füllhöhe des im Getriebe enthaltenen Ölsumpfs ermöglicht die Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in der Fig. 3 schematisch dargestellt ist.
Auch in diesem Fall hat die Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung einen Drucksensor 100 zur Erfassung des Ölsumpf-Säulendrucks, welcher im Ölsumpf des Generatorgetriebes platziert ist, sowie einen Öltemperatursensor 110 zur Messung der Temperatur im Ölsumpf. Des Weiteren ist an der elektronischen Auswerteeinheit 1 zumindest ein Drehzahlsensor 120 und ein Pumpenvolumenstromsensor 130 oder Volumenstromsensoren elektrisch angeschlossen. Der Drehzahlsensor 120 ermittelt bzw. misst die Drehzahl am Getriebe, vorzugsweise der Getriebeeingangswelle, oder die Drehzahl der Antriebswelle für eine mechanisch betriebene Ölpumpe oder die Auswerteeinheit 1 erhält unmittelbar Drehzahlinformationen aus einer unabhängig vorhandenen Maschinensteuerung beispielsweise über eine PC-Schnittstelle. Auch andere Orte zur Platzierung des Drehzahlsensors 120sind denkbar.
Der Pumpenvolumenstromsensor 130 ist auf der Druckseite (Förderseite) der zumindest einen im Falle von zwei Pumpen an beiden Ölpumpen vorgesehen. Dieser misst den aktuellen Volumenstrom der betreffenden Pumpe und gibt ein entsprechendes Signal an die elektronische Auswerteeinheit 1. Alternativ ist es jedoch auf möglich, lediglich die Betriebsstufe der Ölpumpe(n) zu erfassen, denen im Vorfeld ein bestimmter Volumenförderstrom zugeordnet wurde. Beide Varianten sind in der Fig. 3 dargestellt.
Optional kann an die elektronische Auswerteeinheit 1 ein Positionssensor 140 angeschlossen werden, der die Winkelposition des Generatorgetriebes an einem geeigneten Bauteil wie beispielsweise einem Hohlrad oder einem Planetenradträger einer Getriebestufe misst, wobei aus diesen Signalen jener Anteil bestimmbar ist, welcher aktuell in den Ölsumpf im Getriebegehäuse eingetaucht ist und eine entsprechende Menge an Öl verdrängt.
Auch beim zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der gemessene Ölsumpf- Säulendruckwert einer Temperaturkompensation in Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel unterzogen, wobei dann der temperaturkompensierte Säulendruckwert der CPU 4 zugeführt wird. Darüber hinaus erhält die CPU 4 Istwerte vom Drehzahlsensor 100 sowie von den Ölpumpenvolumenstromsensoren 130. Aus diesen Werten bestimmt die CPU 4 einen Soll- Grenzwert für die Füllhöhe des Ölsumpfes. Im einfachsten Fall kann der Solldruck-Grenzwert aus einer Wertetabelle ausgelesen werden, in welcher eine Vielzahl von Sollgrenzwerten für unterschiedliche Messwertkonstellationen abgespeichert ist, die im Vorfeld analytisch für das betreffende Generatorgetriebe ermittelt wurden. Alternativ hierzu kann jedoch auch gemäß der Fig. 3 ein Füllhöhenmodell in Form einer
Berechnungsformel entwickelt sein, mittels der durch Einsetzen der aktuellen Messwerte eine Sollfüllhöhe (Solldruck-Grenzwert) für den aktuellen Betriebszustand des Getriebes sowie der daran angeflanschten Pumpen berechenbar ist. Beispielsweise kann die Sollfüllhöhe (Solldruck-Grenzwert) berechnet werden aus der Gleichung
Pcrenzwert = P0 - a X N - b X Q - C X T - d X L wobei T0 = gemessener Ölsumpf-Säulendruck,
N = gemessene Drehzahl,
Q = gemessener Gesamtvolumenstrom,
T = gemessene Ölsumpftemperatur und
L = erfasste Winkellage des Generatorgetriebes.
Die Größen a bis d stellen Kompensationskoeffizienten dar, welche die Wertigkeit der betreffenden Messwerte definieren, und die für den Erhalt eines real-nahen Berechnungsmodells analytisch im Vorfeld ermittelt wurden. Im Konkreten bestimmt sich das real vorhandene Ölvolumen aus dem über den Säulendruck gemessenen/berechneten Tankölvolumen (ggf. unter Berücksichtigung des Getriebewinkels) und dem Umlaufölvolumen. Letzteres setzt sich zusammen aus dem Volumen, das durch Drehen der Getriebeinnenbauteile in Umlauf ist (Drehzahl) und dem Volumen, das durch die Pumpe(n) gefördert wird. Hieraus lässt sich ein betriebssituationsbezogener Grenzwert sehr genau bestimmen.
Auch in diesem Fall sind beide alternative Varianten zur Bereitstellung von Solldruck- Grenzwerten in der Fig. 3 dargestellt. Schließlich hat die elektronische Auswerteeinheit 1 gemäß dem zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung ebenfalls einen Vergleichabschnitt 6, in welchem der temperaturkompensierte Ölsumpf-Säulendruckwert mit dem in der CPU 4 ermittelten, für die aktuelle Betriebssituation gültigen Säulendruck-Grenzwert vergleicht und bei Erreichen bzw. Unterschreiten dieses Grenzwerts eine Alarmsignal an den Alarmgeber 8 ausgibt.
Der Regelvorgang der Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung und insbesondere deren elektronischen Auswerteeinheit 1 gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist tabellarisch in der Fig. 4 dargestellt. Demzufolge zeigt die untere Tabelle den im Wesentlichen kontinuierlichen Anstieg der
Ölsumpftemperatur (Kurve 12) mit zunehmender Umdrehungsanzahl des Generatorgetriebes und den stufenförmigen Anstieg der Getriebedrehzahl (Kurve 10) über der Ölsumpftemperaturkurve 12. Die obere Tabelle gemäß der Fig. 4 zeigt den Verlauf 14 des Ölsäulendrucks bei in Betriebnahme einer mit zwei Stufen betreibbaren Schmierölpumpe. Dieser Verlauf 14 entspricht exakt dem anhand der Fig. 2 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung beschriebenen Ölsäulendruckverlaufs 14, sodass an dieser Stelle auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden kann. Auch ist in der gemäß der Fig. 4 oberen Tabelle die Ölsumpf-Temperaturkurve 12 über der Ölsäulendruckkurve 14 der zumindest einen zweistufigen Pumpe eingezeichnet.
Die beiden Kurven zeigen, dass der Kurvenverlauf 12 der Ölsumpftemperatur ansteigt, wohingegen der aktuelle Säulendruck des im Getriebe enthaltenen Ölsumpfs konstant bleibt. Um nunmehr eine exaktere Bestimmung des Ölstands (des Ölsäulendrucks) im
Generatorgetriebe und insbesondere das Auftreten eine Leckage erfassen zu können, werden bei der Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung eine Mehrzahl von Soll-Grenzwerten zur Verfügung gestellt, die für unterschiedliche Betriebszustände im Rahmen einer Betriebszeitfolge gültig sind, wie sie ebenfalls in der oberen Tabelle gemäß der Fig. 4 dargestellt ist. Demzufolge betrifft ein erster Grenzwert G1 für einen Säulendruck einen Wert, den der Ölsumpf im Falle eines unbetätigten Getriebes sowie einer unbetätigten Schmierölpumpe erreichen sollte. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass bei diesem ersten Grenzwert gemäß der Fig. 4 noch nicht die Winkellage des Generatorgetriebes berücksichtigt ist, die eine weitere Verfeinerung der Grenzwerte ergeben würde.
Der zweite Grenzwert G2 betrifft einen Säulendruckwert, welcher sich bei Betreiben der vorliegend einen Schmierölpumpe in einer ersten Stufe mindestens einstellen dürfte. Ein weiterer Grenzwert G3 betrifft einen Säulendruckwert, der sich bei Betreiben der zumindest einen Pumpe in einer zweiten Betriebsstufe mindestens einstellen darf. Schließlich sind weitere Grenzwerte in der gemäß der Fig. 4 oberen Tabelle eingezeichnet, welche Säulendruck-Grenzwerte darstellen, die der aktuell gemessene Ölsumpf-Säulendruck für bestimmte Drehzahlen des Getriebes nicht unterschreiten darf. Sollte in einem der vorstehend genannten Betriebszustände des Getriebes bzw. der
Schmierölpumpe ein Unterschreiten des jeweils zugehörigen, gültigen Säulendruck- Grenzwertes bestimmt werden, dann schließt die elektronische Auswerteeinheit 1 auf einen Ölsumpfmangel im Generatorgetriebe, gegebenenfalls verursacht durch eine Leckage, und gibt ein entsprechendes Alarmsignal an den Alarmgeber 8 aus. Die Fig. 5 zeigt eine Auswahl von jeweils messbaren Säulendruckwerten zugeordnete Füllhöhen für unterschiedliche Betriebszustände des Generatorgetriebes bzw. des aktuellen Lagewinkels des Getriebes sowie deren Abstände in Millimetern an. Diesen analytisch feststellbaren maximalen und minimalen Füllhöhen kann ebenfalls analytisch ein entsprechender Säulendruckwert zugeordnet und in der vorstehend genannten Tabelle abgespeichert werden.
Zudem ist es natürlich auch möglich, die erfindungsgemäße Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung so auszulegen, dass damit das Überschreiten eines maximal zulässigen Ölstands des Getriebes sicher erfasst werden kann.
Dazu würde man einen zweiten Vergleicherabschnitt vorsehen, der den temperaturkompensierten Drucksensor-Messwert mit einem zweiten Druckgrenzwert vergleicht. Der zweite Druckgrenzwert entspricht dabei einer maximalen zulässigen Einfüllmenge an Getriebeöl.
Der zweite Druckgrenzwert repräsentiert mit dem ersten Druckgrenzwert zusammen ein Intervall eines erlaubten Ölstands im Ölsumpf des Getriebes. Zum Erleichtern der Ölbefüllung und zur optischen Kontrolle des Ölfüllstands kann eine Anzeigevorrichtung vorgesehen sein, die von dem ersten und zweiten Vergleicherabschnitt so angesteuert wird, dass in Abhängigkeit vom temperaturkompensierten Drucksensor-Messwert einen Ölstand unterhalb des Intervalls, einen Ölstand im Intervall und insbesondere einen Ölstand oberhalb des Intervalls anzeigt wird.
Mit der erfindungsgemäßen Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung insbesondere gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es prinzipiell möglich, Leckageölverluste um bis zu 90 % zu reduzieren, die bei einem Getriebe ohne die erfindungsgemäße Einrichtung eintreten könnten. Des Weiteren kann die Ölstandsüberwachung über das Ölgewicht erfolgen, wobei der Temperatureinfluss vollständig kompensiert wird. Durch die Bereitstellung einer Mehrzahl von Säulendruck- Grenzwerten in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustands des Generatorgetriebes unter Berücksichtigung der Berechnungsgrößen „Öltemperatur", „Getriebedrehzahl", „Gesämtpumpenstrom" und optional „Winkellage des Getriebes" kann eine gute Reaktion sowie Empfindlichkeit auf kürzlich eintretende Ölverluste erreicht werden. Hierdurch kann besserer Getriebe- und Umweltschutz erreicht werden.
Bezuqszeichenliste
1 elektronische Auswerteeinheit
2 Temperaturkompensationsabschnitt
4 CPU
6 Vergleicherabschnitt
8 Alarmgeber
10 Stufenkennlinie / Drehzahlkurve
12 Öltemperaturkurve
14 Ölsäulendruckkurve
G1 erster Grenzwert
G2 zweiter Grenzwert
G3 dritter Grenzwert
100 Drucksensor
1 10 Temperatursensor
120 Drehzahlsensor
130 Pumpenvolumensensor
140 Positionssensor

Claims

Patentansprüche
1. Getriebe, insbesondere zur Drehmomentübertragung von einem Rotor auf zumindest einen Generator einer Windkraftanlage, mit einer Hauptschmierölpumpe zur Entnahme von Schmieröl aus einem Ölsumpf und zur Zufuhr des Schmieröls zu ausgewählten Getriebestellen und das mit einer Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung versehen ist zur Messung/Überwachung der Füllhöhe des Schmierölsumpfs, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölstandsmess- und/oder Überwachungseinrichtung einen Drucksensor hat, der im Ölsumpf des Getriebes so platziert ist, um einen Ölsumpf-Säulendruck zu messen.
2. Getriebe nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine weitere zuschaltbare Schmierölpumpe, die zusammen mit der Hauptschmierölpumpe Schmieröl aus dem Schmierölsumpf zu ausgewählten Getriebestellen fördert, wobei vorzugsweise zumindest eine der Pumpen in mehrere Förderstufen schaltbar ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine elektronische Auswerteeinheit (1 ), an die der Drucksensor sowie ein Oltemperatursensor und optional ein Drehzahlsensor zur Bestimmung der Rotordrehzahl sowie weiter optional ein oder mehrere Volumenstromsensor(en) zur Bestimmung des aktuellen
Volumenstroms der zumindest einen Pumpe angeschlossen sind.
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (1 ) einen Kompensationsabschnitt (2) hat, der den Drucksensor-Messwert einer Temperaturkompensations-Prozedur entsprechend dem vom Oltemperatursensor zugeleiteten Temperaturmesswert unterzieht und einen ersten Vergleicherabschnitt (6) hat, der den temperaturkompensierten Drucksensor-Messwert mit einem ersten Druckgrenzwert vergleicht.
5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgrenzwert in Abhängigkeit der Drehzahl, sowie des Fördervolumenstroms der zumindest einen Pumpe bestimmt wird.
6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der Druckgrenzwerts die Getriebestellung berücksichtigt wird, aus der sich der in den Ölsumpf eingetauchte Getriebeanteil ergibt.
7. Getriebe nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgrenzwert anhand einer Berechnungsformel zyklisch berechnet wird.
8. Getriebe nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgrenzwert aus einer vorab erstellten Referenztabelle vorzugsweise zyklisch oder bei Erreichen von vorbestimmten Schwellenwerten für das Pumpenfördervolumen und/oder die Drehzahl ausgelesen wird.
9. Getriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Vergleicherabschnitt vorgesehen ist, der den temperaturkompensierten Drucksensor-Messwert mit einem zweiten Druckgrenzwert vergleicht.
10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckgrenzwert und der zweite Druckgrenzwert ein Intervall eines erlaubten Ölstands im Ölsumpf des Getriebes repräsentieren, und wobei eine Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, die von den Vergleicherabschnitten so angesteuert wird, dass in Abhängigkeit vom temperaturkompensierten Drucksensor-Messwert einen Ölstand unterhalb des Intervalls, einen Ölstand im Intervall und insbesondere einen Ölstand oberhalb des Intervalls anzeigt.
11. Windkraftanlage, mit einem zur Drehmomentübertragung von einem Rotor auf zumindest einen Generator vorgesehenen Getriebe, gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10.
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