WO2015058900A1 - Vorrichtung zur versorgung eines getriebes, getriebevorrichtung und verfahren zur versorgung eines getriebes - Google Patents

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transmission
lubricating oil
tank
return
valve
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PCT/EP2014/069466
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Udo Froehlich
Detlef Boehm
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a device for supplying a transmission for a wind turbine with lubricating oil from a tank, to a transmission device and to a method for supplying a transmission.
  • Stationary industrial gearboxes as well as gearboxes for wind turbines are predominantly operated in either wet sump mode or dry sump mode.
  • the gearboxes are filled with oil and supplied with lubricating oil via a motor pump unit or a mechanical lubricating oil pump located on the gear unit.
  • the lubricating oil is supplied by the pump from the transmission sump via a partly combined line, hose and bore system via corresponding filters and coolers to the lubrication points.
  • the heated oil is returned to the oil sump and it turns either one Steady temperature, which is harmless to the transmission and oil, or there is a requirement, the oil externally z. B. to cool over an oil-air cooler.
  • the increase in temperature of the oil is a consequence of the shear and pressure forces occurring in the gear oil during the lubrication process and a consequence of the fluidization of the oil by the gears constantly running in oil, so-called churning losses.
  • the heat generated by the splashing is released unused via the radiator or by convection to the environment. As the viscosity of the lubricating oil used increases, splashing losses increase.
  • Lubricating oil in a separate tank is usually fed through a motor pump unit, or via a mechanical pump flanged to the transmission, via a corresponding line, filter and cooling system to the transmission.
  • the transmission oil is heated when passing through / through the lubrication points. An additional heating of the oil by churning losses does not take place.
  • a wet sump gearbox with a lubricating oil pump has advantages such as fast oil heating, good oil circulation and good emergency lubrication in case of pump failure.
  • a dry sump gearbox with lubricating oil pump has advantages as no churning losses, the sufficiency of a small cooler, no unnecessary heat input and long oil life. In contrast, a long start-up phase, the requirement of larger oil heaters for a cold start and no emergency lubrication in the event of a pump failure may be undesirable.
  • the presented approach combines the advantages of wet sump mode and the benefits of dry sump mode in the operation of a transmission.
  • a device for supplying a transmission with lubricating oil from a tank has the following features: a supply line for guiding the lubricating oil from the tank to the transmission; a return for returning the lubricating oil from the transmission to the tank; a return valve disposed in the return and configured to allow the lubricating oil to be returned via the return valve in an open state for operating the transmission in a dry sump mode; and in a closed state for operating the transmission in a wet sump mode, returning the lubricating oil to prevent over the return valve; and an overflow device disposed in the return and configured to, depending on an amount of lubricating oil in the tank or the transmission
  • Represent return valve For example, the return valve can be returned from the open state by a return spring in the rest position. As a result, the transmission can be transferred or held during an emergency operation in the wet sump mode.
  • the apparatus may include an adjusting device for adjusting an opening state of the return valve.
  • the adjusting device can be designed to adjust the opening state of the return valve depending on a temperature of the lubricating oil. In this way, the transmission can be dependent on the temperature
  • Wet sump mode are transferred to the dry sump mode, and vice versa.
  • the adjustment device coupled to the flow accumulator, a temperature sensor for detecting the temperature of the lubricating oil and a control valve exhibit.
  • the control valve may be configured to be controlled by that of the
  • Temperature sensor detected a connection between the pressure accumulator and an actuating input of the return valve for adjusting the opening state of the
  • the overflow device can be designed as a riser bridging the return valve.
  • the riser can be U-shaped.
  • a height of the apex of the riser may define a level of a maximum oil level of the lubricating oil in the transmission during the wet sump mode. In this way, the maximum oil level of the lubricating oil can be adjusted very easily within the transmission.
  • the overflow device may be designed as a bypass line bridging the return valve with an overflow valve. It can do that
  • Overflow valve may be formed to enable or disable the bypass line depending on the amount of lubricating oil in the tank.
  • the device may have a float arranged inside the tank for setting a state of the overflow valve depending on a filling level of the lubricating oil in the tank. Using a float, the oil level within the tank can be easily determined and used to control the spill valve.
  • the device may further comprise a arranged in the flow and driven by the transmission mechanical pump. In this way, a torque fed into the transmission for conveying the lubricating oil from the tank to the transmission can be used. This is advantageous for an emergency operation of the transmission.
  • the device may comprise an electric pump disposed in the flow. By the electric pump lubricating oil can be promoted from the tank to the transmission even when the transmission is at a standstill.
  • the device may comprise a rotating device, which is designed to operate the mechanical pump as a motor for rotating a transmission shaft of the transmission.
  • a rotating device may, for example, allow a person to move the mechanical pump by manual force or by using an accessory such as a hand crank or an electrically powered handset.
  • the device may additionally have a control device.
  • the controller may be configured to monitor operating modes of the apparatus using operating parameters of the apparatus, and additionally or alternatively
  • An operating parameter for example, a volume flow, an oil pressure, a temperature or a
  • a transmission device for a wind turbine has the following features: a transmission for the wind turbine; a tank for storing lubricating oil for the transmission; and a device for supplying a transmission with lubricating oil from a tank.
  • said device can be advantageously used in connection with a transmission.
  • a method for supplying a transmission with lubricating oil from a tank, wherein a flow is provided for guiding the lubricating oil from the tank to the transmission and a return for returning the lubricating oil from the transmission to the tank comprises the following steps:
  • Blocking the return to operate the transmission in a wet sump mode Allowing a bypassing of the return flow depending on an amount of lubricating oil in the tank or the transmission, when the transmission in the
  • Wet sump mode is operated; and Releasing the return to operate the transmission in a dry sump mode, depending on a parameter of the transmission or the lubricating oil.
  • Devices of said device for supplying a transmission with lubricating oil are carried out of a tank.
  • the step of blocking may be performed in the event of failure of an electrical power supply to a device of the flow and additionally or alternatively the return. In this way, an undesirable dry running of the transmission can be prevented.
  • the step of releasing may be performed when a temperature of the lubricating oil is greater than a threshold temperature. In this way, it is possible to change from the wet sump mode to the dry sump mode when the temperature of the oil reaches a predetermined threshold.
  • FIG. 1 shows a representation of a transmission device in the basic position.
  • FIG. 2 shows an illustration of a transmission device during spin operation and startup
  • Fig. 5 is an illustration of another transmission device in the spinning operation.
  • FIG. 6 shows a representation of a further transmission device in the basic position
  • 7 shows an illustration of a further transmission device in the basic position
  • Fig. 8 is a flowchart of a method for supplying a transmission with
  • Fig. 1 shows an illustration of a transmission device in the basic position according to an embodiment of the present invention.
  • the transmission device comprises a transmission 101, a tank 103 for lubricating oil 105 and a device 107 for supplying the transmission 101 with the lubricating oil 105 from the tank 103.
  • the apparatus 107 has a lead for guiding the lubricating oil 105 from the tank 103 to the transmission 101 and a return for returning the lubricating oil 105 from the transmission 101 to the tank 103.
  • the flow includes a first line 1 1 1, a second line 1 12 and a third line 1 13.
  • the first line 1 1 1 leads from the tank 103 to a node 1 15, the second line 1 12 also leads from the tank 103rd to the node 1 15 and the third line 1 13 leads from the node 1 15 to the transmission 101st According to this
  • a first pump 121 and in the second line 1 12, a second pump 122 is arranged in the first line 1 1 1.
  • the first pump 121 is coupled to the transmission 101 via a mechanical coupling.
  • the first pump 121 is driven by the transmission 101 and is designed to pump lubricating oil 105 from the tank via the node 1 15 in the transmission 101.
  • the second pump 122 is driven by an electric motor 124 and is designed to pump lubricating oil 105 from the tank via the second line 1 12, the node 1 15 and the third line 1 13 in the transmission 101.
  • a check valve between the first pump 121 and the node 1 15 is arranged in the first line 1 1 1.
  • a check valve is arranged in the second line 1 12, between the second pump 122 and the node 1 15, a check valve is arranged in the Third line 1 13, a radiator and a filter is arranged according to this embodiment.
  • the return line comprises a fourth line 131, a fifth line 132 and a sixth line 133.
  • the fourth line 131 leads from the transmission 101 to a node 135, the second line 132 leads from the node 135 to the tank 103 and the sixth line 133 leads from the node 135 to the tank 103.
  • a return valve 137 is arranged in the sixth line 133.
  • the return valve 137 is configured to release the sixth passage 133 in an opened state and to lock the sixth passage 133 in a closed state.
  • the fifth line 132 is connected to a
  • Overflow device which according to this embodiment comprises a controlled by a float 138 valve 139.
  • the float 138 is disposed inside the tank 103 and configured to set the valve 139 to either an open state or a closed state depending on a filling level of the lubricating oil 105 within the tank 103.
  • the fifth line 132 In the closed state of the valve 139, the fifth line 132 is locked.
  • the fifth line 132 In the open state of the valve 139, the fifth line 132 is free, so that lubricating oil, bypassing the sixth line 133 through the fifth line 132 can flow into the tank.
  • the return valve 137 is actuated by an adjusting device.
  • the adjusting device is designed to set the return valve from a rest position, in which the return valve 137 is closed and the sixth line 133 is thus locked, in an open state, in which the sixth line 133 is free. From the open state, the return valve 137 can be returned to the rest position by a return spring. According to this embodiment, the adjusting device is designed to the
  • the adjusting device is designed to set the return valve 137 in the open state when the temperature of the lubricating oil 105 exceeds or reaches a threshold value.
  • the adjusting device to a temperature-controlled control valve 141, which in a
  • Control line 142 between a pressure accumulator 143 and a control input of the
  • Return valve 137 is arranged.
  • the pressure accumulator 143 is connected via a check valve with a portion of the first line 1 1 1 arranged on the output side of the first pump 121.
  • the tank 103 is completely filled with lubricating oil 105.
  • the tank 103 has a vent filter 145 through which air may flow to compensate for a changing level of the tank 103.
  • a transmission device as shown in Fig. 1 may also be referred to as a 3-mode soap level electro-hydraulic lubrication oil system, also called 3MLOS.
  • the transmission device can be used for example in connection with oil pollution alarms on wind turbines. An oil contamination can be done for example by chips.
  • the transmission device can be used as an alternative to existing systems.
  • One field of application is, for example, an oil supply system for wind power plants, which permits a placement of the oil tank 103 below the transmission 101.
  • the approach described enables a guarantee of the transmission oil lubrication in all permissible operating modes. In this case, monitoring of operating data and approval of permissible operating modes as well as an output of operating data and calculation of dynamic maintenance recommendations can be realized.
  • the transmission 101 can be supplied with purified oil 105 at any time. Even in case of power failure, the system is functional. It is also feasible expansion stages that allow additional opportunities for self-protection of the system.
  • the shown electro-hydraulically controlled lubricating oil system has self-leveling properties for the dry and wet sump operation of the transmission 101.
  • the system is designed to supply the transmission 101 with lubricating oil 105 by means of temperature-controlled switching between wet and dry sumps and to automatically produce the lubricating oil supply in wet sump mode during emergency operation.
  • the system is configured to supply the transmission 101 with a sufficient amount of lubricating oil 105 at each allowable operating temperature and operating point. Depending on the oil temperature, the normal operating modes of wet in
  • the system In emergency operation, such as a power outage, the system automatically hydraulically switches from dry sump mode to wet sump mode and ensures sufficient lubricating oil supply to the transmission 101 in emergency and spin operation.
  • the system works autonomously even in the event of a power failure, so that the gear 101 is protected against lack of lubricating oil and expensive subsequent costs are avoided by bearing and VerzahungsSden.
  • the lubricating oil system shown can be used both in wet sump mode and in the wet sump mode
  • Dry sump mode work. For this no elaborate design of an additional tank for receiving additional oil volume from the wet sump operation is required.
  • the device 107 for example in the form of the 3MLOS system, operates with three operating modes and is in the initial position during initial startup.
  • Mode 0 refers to the currentless home position at standstill or during startup.
  • Mode 1 is the run-up phase or start-up phase and the spinning operation of the transmission 101 in the wet sump, at an oil temperature below a threshold value, for example T ö i ⁇ 30 ° C., with ready-to-operate system control.
  • the mode 2 is the normal operation in the dry sump mode, with an oil temperature at the threshold value, for example T ö i ⁇ 30 ° C, with ready-to-use system control.
  • Mode 3 refers to emergency operation.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a cooling lubricant system in the basic position.
  • valves 137, 141 are in the spring-actuated starting position.
  • the valve 139 is in the closed position, actuated by the buoyant force of the float 138.
  • FIG. 2 shows a representation of a transmission device during spin operation and startup according to an embodiment of the present invention.
  • the transmission device corresponds to the transmission device shown in Fig. 1.
  • the transmission 101 is operated in the wet sump mode and is filled with lubricating oil 105. Accordingly, the level of the tank 103 is low. The accumulator 143 is filled. By arrows, a flow of the lubricating oil 105 within the lines 1 1 1, 1 12, 1 13, 131, 132, 133 is shown in Fig. 2. The sixth line 133 is disabled. However, lubricating oil 105 may enter the tank 103 via the fifth conduit 132
  • Fig. 2 shows the circuit diagram of the mode 1, which includes a wet sump mode and spinning operation.
  • Fig. 2 shows the circuit diagram of
  • Cooling lubrication system in wet sump - start-up operation and start up When commissioning the system control, the transmission oil temperature is queried by means of a sensor and generated, for example at T ⁇ 30 °, a 0 signal for the
  • Solenoid valve 141 Solenoid valve 141.
  • the valve 137 remains in its initial position and the free return of the gear oil 105 in the tank 103 is locked.
  • An Siemens workede increase in transmission speed, the oil production of the mechanical pump 121 starts. This sucks the gear oil 105 from the tank 103 and fills the pressure accumulator 143 and at the same time promotes oil 105 via the filter of the third line 1 13 in the gear 101st
  • the electrically driven pump 122 delivers oil 105 from the tank 103 into the transmission. As a result, an oil sump builds up in the transmission 101 and the level in the tank 103 drops.
  • the resulting vacuum in the tank 103 is compensated with inflowing air through the ventilation / vent filter 145.
  • the adjustable float valve 139 in the tank are at decreasing oil level in the tank 103, the oil return flow from the gear 101 stepless freely until at the valve 139 the
  • the adjustment on the float 138 is made so that the equilibrium condition is established when the required oil level for the wet sump operation is reached in the transmission 101. At this point, the amount of oil delivered 105 is equal to the amount that returns to the tank 103 through the valve 139.
  • the gear 101 is now operated in the wet sump.
  • the heating of the transmission oil 105 takes place on the one hand by the splashing of the gears of the transmission 101 in the transmission oil 105 and by the power loss and by an oil heater installed in the tank 103.
  • the valve 141 is switched by the controller and the change to mode 2 initiated.
  • FIG. 3 shows an illustration of a transmission device in normal operation according to an embodiment of the present invention.
  • the transmission device corresponds to the transmission device shown in Fig. 1.
  • the transmission 101 is operated in the dry sump mode and is filled with only a small amount of lubricating oil 105. Accordingly, the level of the tank 103 is high.
  • the accumulator 143 is filled.
  • Arrows in FIG. 3 show a flow of lubricating oil 105 within lines 1 1 1, 1 12, 1 13, 131, 132, 133.
  • the sixth line 133 is open. Lubricating oil 105 can thus flow back directly into the tank 103 via the sixth line 133.
  • Dry sump mode includes. 3 shows the circuit diagram of the cooling lubricant system in the dry sump - normal operation.
  • the valve 141 is in the actuated position by the solenoid of the valve 141 and releases the control line 142 to the valve 137.
  • the valve 137 switches by means of the energy stored in the accumulator 143 energy to passage position and the oil 105 can from the transmission 101 in the tank 103rd
  • the oil level in the tank 103 rises and the float valve 138 in the tank 103 closes the return passage via the valve 139.
  • the transmission 101 is now in the dry sump mode.
  • FIG. 4 shows an illustration of a transmission device during emergency operation according to a
  • the transmission device corresponds to the transmission device shown in Fig. 1.
  • the transmission 101 is operated in the wet sump mode and is filled with lubricating oil 105. Accordingly, the level of the tank 103 is low.
  • the accumulator 143 is filled. Arrows in Fig. 4, a flow of the lubricating oil 105 within the lines 1 1 1, 1 12, 1 13, 131, 132, 133 is shown.
  • the sixth line 133 is disabled. However, lubricating oil 105 may enter the tank 103 via the fifth conduit 132
  • Fig. 4 is a description of the mode 3, which corresponds to an emergency operation. 4 shows the circuit diagram of the cooling lubricant system in emergency mode.
  • valves 137 and 141 switch to the normal position and the
  • Lubricating oil supply of the transmission 101 takes place only via the mechanical pump 121.
  • the transmission 121 is again filled with oil 105 in accordance with the pump speed, and the valve 139 regulates the oil level in the transmission 101 in the wet sump mode.
  • valve 141 is actuated as a function of the oil temperature and switches to either wet or dry sump operation and the corresponding cycle expires.
  • the standard operating parameters such as volume flow, oil pressure are installed on the 3MLOS, that is to say the device 107 shown in the preceding figures, consisting of the gear 101, the tank 103 and the device 107 , Polls the temperature, oil level, oil pollution switch depending on the configuration, and outputs a signal to the system controller for the respective permissible operating mode.
  • the system of gear 101 and oil supply 103 thus protects itself against an inadmissible power requirement outside permissible operating parameters.
  • the plant control ensures that only operating modes enabled by the 3MLOS can be approached.
  • an extended control electronics will be installed on the 3MLOS, which will query standard operating parameters such as volume flow, oil pressure, temperature and oil level.
  • standard operating parameters such as volume flow, oil pressure, temperature and oil level.
  • additional signals such as oil viscosity, water content, oil purity and filter differential pressure are processed and used as the basis for a dynamic
  • the plant can be extended to a fourth mode, which signals the plant controller with a two-stage request for an automated maintenance mode.
  • maintenance level 2 the oil care is initiated and carried out within defined limits in standstill or spinning operation. If a defined number of maintenances are exceeded within a defined period of time, a clarification of the cause of the non-permissible operating parameters is requested by the control. Smart programming of the 3MLOS controller signals the system
  • the circulating oil 105 is sufficient to produce the wet sump. The operating costs for the operator are thereby greatly reduced.
  • the disadvantage of splashing losses is reduced to a minimum (warm-up phase only). Furthermore, the permanent foaming of the oil 105 and the resulting cavitation in the pumps 221, 222 and the toothing parts are avoided. Furthermore, the mechanical stress of the oil 105 is reduced and thus kept the oil viscosity stable over a longer period.
  • the churning losses contribute to a shorter heating time of the oil 105 and the transmission 101 can be switched to full-load operation rather. With enough wind power for a wind turbine, this means that full power can be tapped earlier and power efficiency maximized.
  • the system can provide the transmission 101 with the amount of lubricating oil necessary for survival without application of a supply voltage and without corresponding control signals to the solenoid-operated valve 141.
  • Another advantage of this concept is that no additional or larger tanks are needed for the absorption of the oil volume from the wet sump. This reduces the costs of oil filling and, in addition, the costs of due maintenance in terms of fresh oil quantity and disposal. Lower mechanical and thermal loading of oil 105 in the dry sump can extend the oil change intervals.
  • reliable supply of the transmission 101 with filtered lubricating oil 105 results in a longer life of the transmission 101 and a lower susceptibility to repair.
  • the service life of the transmission oil 105 is additionally extended and the transmission 101 is supplied with sufficiently clean lubricating oil 105 at every possible operating point.
  • condition-dependent maintenance recommendation This reduces the costs for spare parts and assembly inserts and allows conclusions about the state of the transmission 101.
  • the extension of service life and the reduction in the need for repair contribute to increasing the availability of the system and thus increasing the power yield. Higher overall uptime due to reduced maintenance and repair times reduces the cost of power over the lifetime of the system.
  • Application areas of the 3MLOS are, for example, in the turbine of a wind turbine.
  • the adaptation of the system can be done for many different gear 101, where the operation in the dry sump is possible and allow placement of the tank 103 below the transmission 101.
  • the tank 103 may be disposed below or offset below the transmission 101.
  • the lubricating oil supply system can be used for a wind turbine gear 101.
  • the transmission 101 is to be able to be operated in a dry sump mode in which hardly any oil 105 is present in the transmission 101 in order to reduce losses. in the
  • the transmission 101 should be filled with oil 105 to a predetermined level so that the gears of the transmission 101 are immersed in the oil 105 (wet sump mode).
  • the switching valve 137 is mounted in the oil return from the transmission 101 to the tank 103. If this valve 137 is open, the oil 105 runs out of the gear 101 into the tank 103. If the valve 137 is closed, the oil level in the gear 101 rises until the oil 105 flows over the overflow 132 into the tank 101.
  • the oil is supplied by an electrically and by a mechanically driven pump 121, 122.
  • FIG. 5 shows an illustration of a further transmission device during spin operation and start-up according to an embodiment of the present invention.
  • the Gear device has, in addition to the gear 101 and the tank 103, a device 107 for supplying the gear 101 with lubricating oil 105 from the tank 103.
  • Device 107 is constructed according to the apparatus shown in Fig. 1, with the difference that the valve 137 is not located outside, but within the tank 103, and that the overflow device as a the return valve 137th
  • Bridging riser 132 is executed.
  • the riser 132 extends from the
  • junction 135, which is arranged according to this embodiment, within the tank 103, as a U-shaped pipe piece out of the tank 103 and back into the tank 103 inside.
  • the node 135 may be disposed outside of the tank 103.
  • a vertex of the riser 132 represents an overflow that is at a level or level 550 that defines the maximum oil level in the transmission 101.
  • the state of the transmission device shown in Fig. 5 corresponds to the state described with reference to FIG.
  • the transmission device corresponds to the transmission devices already described and additionally has a turn function or rotary function.
  • the device 107 has a rotator 561 through which the mechanical pump 121 can be driven to operate a transmission shaft of the transmission 101 coupled to the pump 121.
  • the rotator 561 can be realized by a cordless screwdriver or an external manual operation, by which a small additional pump 563 is driven.
  • the additional pump 563 is connected in parallel to the pump 121 together with a check valve 565.
  • By an additional shut-off valve 567 in the first line 1 1 1 can be achieved, which is supplied from the additional pump 563 funded oil 105 of the pump 121.
  • Junction 1 15 is arranged according to this embodiment as a 5bar check valve 569.
  • valve 141 causes in the position shown in Fig. 6, that the 2/2 way installation valve 570 closes, that is, in the position shown in Fig. 6, since the valve 570 is pressure balanced and thereby causes the spring closing.
  • the oil flowing through the line 1 1 1 to the transmission 101 must take the path through the 5bar biased check valve 569. This increases the pressure level in the lines 1 1 1 and 142 to 5bar.
  • the valve 570 remains closed because it is still pressure balanced.
  • the now increased to 5bar pressure in line 142 causes the valve 137 is moved to its closed position.
  • valve 141 in the position shown actuates the valves 570 and 137 to close, thereby adjusting wet sump; in the other position, the valve 141 actuates the valves 570 and 137 to open, thereby setting dry sump.
  • the circuit shown on the circuit diagram shown in Fig. 6 makes it possible for a fitter with simple tool 561, z. B. cordless screwdriver or hand crank, to enable a coupled to the gear 101 rotor of a wind turbine without additional energy (no wind) to turn to a specific position to perform maintenance, such.
  • a fitter with simple tool 561, z. B. cordless screwdriver or hand crank, to enable a coupled to the gear 101 rotor of a wind turbine without additional energy (no wind) to turn to a specific position to perform maintenance, such.
  • As the cleaning of the rotor blades, including a rotor blade should be positioned at bottom dead center.
  • Fig. 7 shows a representation of the transmission device shown in Fig. 6 in basic position with a turn function according to an embodiment of the present invention.
  • the pump 121 has a large torque 572 in comparison to the small torque 571.
  • FIG. 8 shows a flowchart of a method of supplying a transmission with lubricating oil from a tank according to an embodiment of the present invention. The method may be used in conjunction with one described above
  • Gear device to be executed.
  • a return is inhibited to operate the transmission in a wet sump mode. If the gear in the
  • a bypassing of the return may be enabled in a step 882, depending on an amount of lubricating oil in the tank or the transmission.
  • the return may be enabled to operate the transmission in a dry sump mode, depending on a parameter of the transmission or the lubricating oil.

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Abstract

Eine Vorrichtung (107) zur Versorgung eines Getriebes (101) mit Schmieröl (105) aus einem Tank (103) weist einen Vorlauf zum Führen des Schmieröls (105) von dem Tank (103) zu dem Getriebe (101), einen Rücklauf zum Rückführen des Schmieröls (105) von dem Getriebe (101) zu dem Tank (103), ein Rücklaufventil (137), das in dem Rücklauf angeordnet ist und ausgebildet ist, um in einem geöffneten Zustand zum Betreiben des Getriebes (101) in einem Trockensumpfmodus das Rückführen des Schmieröls (105) über das Rücklaufventil (137) zu ermöglichen und in einem geschlossenen Zustand zum Betreiben des Getriebes (101) in einem Nasssumpfmodus das Rückführen des Schmieröls (105) über das Rücklaufventil (137) zu verhindern, und eine Überlaufeinrichtung (132) auf, die in dem Rücklauf angeordnet und ausgebildet ist, um abhängig von einer sich in dem Tank (103) oder dem Getriebe (101) befindlichen Schmierölmenge das Rückführen des Schmieröls (105) an dem Rücklaufventil (137) vorbei zu ermöglichen.

Description

Vorrichtung zur Versorgung eines Getriebes, Getriebevorrichtung und Verfahren zur
Versorgung eines Getriebes
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Versorgung eines Getriebes für eine Windenergieanlage mit Schmieröl aus einem Tank, auf eine Getriebevorrichtung und auf ein Verfahren zur Versorgung eines Getriebes.
Stationäre Industriegetriebe wie auch Getriebe für Windkraftanlagen werden überwiegend entweder im Nasssumpfmodus oder im Trockensumpfmodus betrieben.
Beide Systeme haben ihre systemeigenen Vor-und Nachteile in Bezug auf ihr
Anlaufverhalten beim Kaltstart bzw. im Warmbetrieb. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung auf eine verbesserte Vorrichtung zur
Versorgung eines Getriebes mit Schmieröl aus einem Tank, eine verbesserte
Getriebevorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Versorgung eines Getriebes zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Versorgung eines Getriebes für eine
Windenergieanlage mit Schmieröl aus einem Tank, eine Getriebevorrichtung und ein Verfahren zur Versorgung eines Getriebes gemäß den Hauptansprüchen gelöst.
Im Nasssumpfmodus werden die Getriebe mit Öl befüllt und über ein Motorpumpenaggregat oder eine am Getriebe befindliche, mechanische Schmierölpumpe mit Schmieröl versorgt. Das Schmieröl wird von der Pumpe aus dem Getriebesumpf über ein z.T. kombiniertes Leitungs-, Schlauch-, und Bohrungssystem über entsprechende Filter und Kühler den Schmierstellen zugeführt. Nach dem Durchgang des Öles durch die Schmierstellen wird das erwärmte Öl wieder dem Ölsumpf zugeführt und es stellt sich entweder eine Beharrungstemperatur ein, die für das Getriebe und Öl unschädlich ist, oder es ergibt sich die Anforderung, das Öl extern z. B. über einen Öl-Luft-Kühler zu kühlen.
Die Temperaturerhöhung des Öls ist eine Folge der auftretenden Scher- und Druckkräfte im Getriebeöl während des Schmiervorganges sowie eine Folge der Ölverwirbelung durch die ständig im Öl laufenden Zahnräder, sogenannte Planschverluste.
Die durch das Planschen entstehende Wärme wird ungenutzt über die Kühler oder per Konvektion an die Umgebung abgegeben. Mit steigender Viskosität des eingesetzten Schmieröles nehmen die Planschverluste zu.
Beim Betrieb des Getriebes im Trockensumpfmodus befindet sich das erforderliche
Schmieröl in einem separatem Tank und wird meist durch ein Motorpumpenaggregat, oder über eine am Getriebe angeflanschte mechanische Pumpe, über ein entsprechendes Leitungs-, Filter- und Kühlsystem dem Getriebe zugeführt. Hierbei wird das Getriebeöl beim Durchlaufen / Durchpressen durch die Schmierstellen erwärmt. Eine zusätzliche Erwärmung des Öls durch Planschverluste findet nicht statt.
Eine Gegenüberstellung der Vor -und Nachteile von Nass- und Trockensumpfbetrieb zeigt folgendes.
Ein Nasssumpfgetriebe mit Schmierölpumpe weist als Vorteile eine schnelle Ölerwärmung, eine gute Durchölung und eine gute Notschmierung bei Pumpenausfall auf. Unter
Umständen unerwünscht sind dagegen hohe Planschverluste, das Erfordernis eines größeren Kühlers, eine erhöhte Schaumbildung durch Plantschen, eine mögliche Kavitation in Pumpe und Getriebe, eine erhöhte thermische Belastung des Schmieröls, eine
beschleunigte Ölalterung sowie ein beschleunigter Viskositätsabbau.
Ein Trockensumpfgetriebe mit Schmierölpumpe weist als Vorteile keine Planschverluste, das Ausreichen eines kleinen Kühlers, kein unnötiger Wärmeeintrag und lange Olstandzeiten auf. Unter Umständen unerwünscht sind dagegen eine lange Anfahrphase, das Erfordernis größerer Ölheizungen für Kaltstart sowie keine Notschmierung bei Pumpenausfall. Durch den vorgestellten Ansatz können die Vorteile des Nasssumpfmodus und die Vorteile des Trockensumpfmodus beim Betrieb eines Getriebes miteinander kombiniert werden.
Eine Vorrichtung zur Versorgung eines Getriebes mit Schmieröl aus einem Tank weist folgende Merkmale auf: einen Vorlauf zum Führen des Schmieröls von dem Tank zu dem Getriebe; einen Rücklauf zum Rückführen des Schmieröls von dem Getriebe zu dem Tank; ein Rücklaufventil, das in dem Rücklauf angeordnet ist und ausgebildet ist, um in einem geöffneten Zustand zum Betreiben des Getriebes in einem Trockensumpfmodus das Rückführen des Schmieröls über das Rücklaufventil zu ermöglichen und in einem geschlossenen Zustand zum Betreiben des Getriebes in einem Nasssumpfmodus das Rückführen des Schmieröls über das Rücklaufventil zu verhindern; und eine Überlaufeinrichtung, die in dem Rücklauf angeordnet und ausgebildet ist, um abhängig von einer sich in dem Tank oder dem Getriebe befindlichen Schmierölmenge das
Rückführen des Schmieröls an dem Rücklaufventil vorbei zu ermöglichen.
Dabei kann der geschlossene Zustand des Rücklaufventils die Ruhestellung des
Rücklaufventils darstellen. Beispielsweise kann das Rücklaufventil aus dem geöffneten Zustand durch eine Rückstellfeder in die Ruhestellung zurückgeführt werden. Dadurch kann das Getriebe während eines Notbetriebs in den Nasssumpfmodus überführt oder gehalten werden.
Die Vorrichtung kann eine Einsteileinrichtung zum Einstellen eines Öffnungszustands des Rücklaufventils aufweisen. Dabei kann die Einsteileinrichtung ausgebildet sein, um den Öffnungszustand des Rücklaufventils abhängig von einer Temperatur des Schmieröls einzustellen. Auf diese Weise kann das Getriebe temperaturabhängig von dem
Nasssumpfmodus in den Trockensumpfmodus überführt werden, und umgekehrt.
Dazu kann die Einsteileinrichtung einen mit dem Vorlauf gekoppelten Druckspeicher, einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Schmieröls und ein Stellventil aufweisen. Das Stellventil kann ausgebildet sein, um gesteuert durch die von dem
Temperatursensor erfasste Temperatur eine Verbindung zwischen dem Druckspeicher und einem Stelleingang des Rücklaufventils zum Einstellen des Öffnungszustands des
Rücklaufventils freizugeben oder zu sperren. Auf diese Weise kann eine einfache
Temperatursteuerung des Rücklaufventils realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Überlaufeinrichtung als ein das Rücklaufventil überbrückendes Steigrohr ausgeführt sein. Das Steigrohr kann U-förmig sein. Eine Höhe des Scheitelpunkts des Steigrohrs kann eine Höhe eines maximalen Ölstands des Schmieröls im Getriebe während des Nasssumpfmodus definieren. Auf diese Weise kann der maximale Ölstand des Schmieröls innerhalb des Getriebes sehr einfach eingestellt werden.
Alternativ dazu kann die Überlaufeinrichtung als eine das Rücklaufventil überbrückende Überbrückungsleitung mit einem Überlaufventil ausgeführt sein. Dabei kann das
Überlaufventil ausgebildet sein, um die Überbrückungsleitung abhängig von der sich in dem Tank befindlichen Schmierölmenge freizugeben oder zu sperren. Auf diese Weise kann der maximale Ölstand des Schmieröls innerhalb des Getriebes über die sich im Tank befindliche Ölmenge geregelt werden. Dazu kann die Vorrichtung einen innerhalb des Tanks angeordneten Schwimmer zum Einstellen eines Zustande des Überlaufventils abhängig von einer Füllstandhöhe des Schmieröls in dem Tank aufweisen. Über einen Schwimmer lässt sich der Ölstand innerhalb des Tanks sehr einfach ermitteln und zur Steuerung des Überlaufventils verwendet werden. Die Vorrichtung kann ferner eine in dem Vorlauf angeordneten und durch das Getriebe antreibbare mechanische Pumpe aufweisen. Auf diese Weise kann ein in das Getriebe eingespeistes Drehmoment zum Fördern des Schmieröls von dem Tank zu dem Getriebe eingesetzt werden. Dies ist für einen Notbetrieb des Getriebes vorteilhaft. Zusätzlich oder alternativ kann kann die Vorrichtung eine in dem Vorlauf angeordnete elektrische Pumpe aufweisen. Durch die elektrische Pumpe kann auch dann Schmieröl von dem Tank zu dem Getriebe gefördert werden, wenn das Getriebe im Stillstand ist.
Ferner kann die Vorrichtung eine Dreheinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um die mechanische Pumpe als Motor zum Drehen einer Getriebewelle des Getriebes zu betreiben. Eine solche Dreheinrichtung kann es beispielsweise einer Person ermöglichen, die mechanische Pumpe durch Handkraft oder unter Verwendung eines Zusatzgeräts, beispielsweise einer Handkurbel oder einem elektrisch betriebenen Handgerät, zu bewegen. Die Vorrichtung kann zusätzlich eine Regelungseinrichtung aufweisen. Die Regeleinrichtung kann ausgebildet sein, um unter Verwendung von Betriebsparametern der Vorrichtung Betriebsmodi der Vorrichtung zu überwachen und zusätzlich oder alternativ eine
erforderliche Wartung der Vorrichtung zu signalisieren. Ein Betriebsparameter kann beispielsweise ein Volumenstrom, ein Öldruck, eine Temperatur oder ein
Verschmutzungsgrad des Schmieröls sein.
Eine Getriebevorrichtung für eine Windenergieanlage weist folgende Merkmale auf: ein Getriebe für die Windenergieanlage; ein Tank zum Bevorraten von Schmieröl für das Getriebe; und eine genannte Vorrichtung zur Versorgung eines Getriebes mit Schmieröl aus einem Tank. Somit kann die genannte Vorrichtung vorteilhaft im Zusammenhang mit einem Getriebe eingesetzt werden.
Ein Verfahren zur Versorgung eines Getriebes mit Schmieröl aus einem Tank, wobei ein Vorlauf zum Führen des Schmieröls von dem Tank zu dem Getriebe und ein Rücklauf zum Rückführen des Schmieröls von dem Getriebe zu dem Tank vorgesehen ist, umfasst die folgenden Schritte:
Sperren des Rücklaufs zum Betreiben des Getriebes in einem Nasssumpfmodus; Ermöglichen einer Umgehung einer Sperrung des Rücklaufs abhängig von einer sich in dem Tank oder dem Getriebe befindlichen Schmierölmenge, wenn das Getriebe in dem
Nasssumpfmodus betrieben wird; und Freigeben des Rücklaufs zum Betreiben des Getriebes in einem Trockensumpfmodus, abhängig von einem Parameter des Getriebes oder des Schmieröls.
Die Schritte eines solchen Verfahrens können vorteilhaft im Zusammenhang mit
Einrichtungen der genannten Vorrichtung zur Versorgung eines Getriebes mit Schmieröl aus einem Tank ausgeführt werden.
Bei einem solchen Verfahren kann der Schritt des Sperrens bei Ausfall einer elektrischen Energieversorgung einer Einrichtung des Vorlaufs und zusätzlich oder alternativ des Rücklaufs ausgeführt werden. Auf diese Weise kann ein unerwünschtes Trockenlaufen des Getriebes verhindert werden.
Der Schritt des Freigebens kann ausgeführt werden, wenn eine Temperatur des Schmieröls größer als eine Schwelltemperatur ist. Auf diese Weise kann von dem Nasssumpfmodus in den Trockensumpfmodus gewechselt werden, wenn die Temperatur des Öls eine vorbestimmte Schwelle erreicht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung einer Getriebevorrichtung in Grundstellung; und
Fig. 2 eine Darstellung einer Getriebevorrichtung beim Trudelbetrieb und Hochfahren;
Fig. 3 eine Darstellung einer Getriebevorrichtung beim Normalbetrieb;
Fig. 4 eine Darstellung einer Getriebevorrichtung beim Notbetrieb;
Fig. 5 eine Darstellung einer weiteren Getriebevorrichtung beim Trudelbetrieb und
Hochfahren;
Fig. 6 eine Darstellung einer weiteren Getriebevorrichtung in Grundstellung; Fig. 7 eine Darstellung einer weiteren Getriebevorrichtung in Grundstellung; und Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Versorgung eines Getriebes mit
Schmieröl aus einem Tank. Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können.
Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer Getriebevorrichtung in Grundstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Getriebevorrichtung umfasst ein Getriebe 101 , einen Tank 103 für Schmieröl 105 und eine Vorrichtung 107 zur Versorgung des Getriebes 101 mit dem Schmieröl 105 aus dem Tank 103.
Die Vorrichtung 107 weist einen Vorlauf zum Führen des Schmieröls 105 von dem Tank 103 zu dem Getriebe 101 und einen Rücklauf zum Rückführen des Schmieröls 105 von dem Getriebe 101 zu dem Tank 103 auf.
Der Vorlauf umfasst eine erste Leitung 1 1 1 , eine zweite Leitung 1 12 und eine dritte Leitung 1 13. Die erste Leitung 1 1 1 führt von dem Tank 103 zu einem Knotenpunkt 1 15, die zweite Leitung 1 12 führt ebenfalls von dem Tank 103 zu dem Knotenpunkt 1 15 und die dritte Leitung 1 13 führt von dem Knotenpunkt 1 15 zu dem Getriebe 101 . Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ist in der ersten Leitung 1 1 1 eine erste Pumpe 121 und in der zweiten Leitung 1 12 eine zweite Pumpe 122 angeordnet. Die erste Pumpe 121 ist über eine mechanische Kopplung mit dem Getriebe 101 gekoppelt. Die erste Pumpe 121 wird von dem Getriebe 101 angetrieben und ist ausgebildet, um Schmieröl 105 aus dem Tank über den Knotenpunkt 1 15 in das Getriebe 101 zu pumpen. Die zweite Pumpe 122 wird von einem Elektromotor 124 angetrieben und ist ausgebildet, um Schmieröl 105 aus dem Tank über die zweite Leitung 1 12, den Knotenpunkt 1 15 und die dritte Leitung 1 13 in das Getriebe 101 zu pumpen. In der ersten Leitung 1 1 1 ist zwischen der ersten Pumpe 121 und dem Knotenpunkt 1 15 ein Rückschlagventil angeordnet. Entsprechend ist in der zweiten Leitung 1 12, zwischen der zweiten Pumpe 122 und dem Knotenpunkt 1 15, ein Rückschlagventil angeordnet. In der dritten Leitung 1 13 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Kühler sowie ein Filter angeordnet.
Der Rücklauf umfasst eine vierte Leitung 131 , eine fünfte Leitung 132 und eine sechste Leitung 133. Die vierte Leitung 131 führt von dem Getriebe 101 zu einem Knotenpunkt 135, die zweite Leitung 132 führt von dem Knotenpunkt 135 zu dem Tank 103 und die sechste Leitung 133 führt von dem Knotenpunkt 135 zu dem Tank 103. In der sechsten Leitung 133 ist ein Rücklaufventil 137 angeordnet. Das Rücklaufventil 137 ist ausgebildet, um in einem geöffneten Zustand die sechste Leitung 133 freizugeben und in einem geschlossenen Zustand die sechste Leitung 133 zu sperren. Die fünfte Leitung 132 ist mit einer
Überlaufeinrichtung versehen, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein durch einen Schwimmer 138 gesteuertes Ventil 139 umfasst. Der Schwimmer 138 ist innerhalb des Tanks 103 angeordnet und ausgebildet, um das Ventil 139 abhängig von einer Füllhöhe des Schmieröls 105 innerhalb des Tanks 103 entweder in einen geöffneten Zustand oder in einen geschlossenen Zustand zu versetzen. Im geschlossenen Zustand des Ventils 139 ist die fünfte Leitung 132 gesperrt. Im geöffneten Zustand des Ventils 139 ist die fünfte Leitung 132 frei, sodass Schmieröl unter Umgehung der sechsten Leitung 133 durch die fünfte Leitung 132 in den Tank strömen kann. Das Rücklaufventil 137 wird von einer Einsteileinrichtung angesteuert. Die Einsteileinrichtung ist ausgebildet, um das Rücklaufventil aus einer Ruhestellung, in der das Rücklaufventil 137 geschlossen und die sechste Leitung 133 somit gesperrt ist, in einen geöffneten Zustand zu versetzen, in dem die sechste Leitung 133 frei ist. Aus dem geöffneten Zustand kann das Rücklaufventil 137 durch eine Rückstellfeder wieder in die Ruhestellung versetzt werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Einsteileinrichtung ausgebildet, um den
Öffnungszustand des Rücklaufventils 137 abhängig von einer Temperatur des Schmieröls 105 einzustellen. Dabei ist die Einsteileinrichtung ausgebildet, um das Rücklaufventil 137 in den geöffneten Zustand zu versetzen, wenn die Temperatur des Schmieröls 105 einen Schwellwert überschreitet oder erreicht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Einsteileinrichtung dazu ein temperaturgesteuertes Stellventil 141 auf, das in einer
Steuerleitung 142 zwischen einem Druckspeicher 143 und einem Stelleingang des
Rücklaufventils 137 angeordnet ist. Der Druckspeicher 143 ist über ein Rückschlagventil mit einem ausgangsseitig der ersten Pumpe 121 angeordneten Abschnitt der ersten Leitung 1 1 1 verbunden. In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand der Getriebevorrichtung ist der Tank 103 vollständig mit Schmieröl 105 gefüllt. Der Tank 103 weist einen Belüftungsfilter 145 auf, durch den Luft zum Ausgleich eines sich ändernden Füllstands des Tanks 103 strömen kann.
Die gezeigten Anordnungen für die Überlaufeinrichtung und die Einsteileinrichtung sind lediglich beispielhaft gewählt und können durch andere geeignete Einrichtungen ersetzt werden. Eine Getriebevorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, kann auch als 3- Mode -seif levelling- electro hydraulic - Lubrication Oil System, auch 3MLOS genannt, bezeichnet werden.
Die Getriebevorrichtung kann beispielsweise im Zusammenhang mit Öl- Verschmutzungsalarmen auf Windkraftanlagen eingesetzt werden. Eine Ölverunreinigung kann dabei beispielsweise durch Späne erfolgen. Die Getriebevorrichtung kann als eine Alternative zu bestehenden Systemen eingesetzt werden. Ein Anwendungsgebiet ist beispielsweise ein Ölversorgungssystem für Windkraftanlagen, das eine Platzierung des Öltanks 103 unterhalb des Getriebes 101 zulässt. Der beschriebene Ansatz ermöglicht eine Sicherstellung der Getriebeölschmierung in allen zulässigen Betriebsmodi. Dabei ist eine Überwachung von Betriebsdaten und Freigabe von zulässigen Betriebsmodi sowie eine Ausgabe von Betriebsdaten und Berechnung von dynamischen Wartungsempfehlungen realisierbar. Vorteilhaft kann das Getriebe 101 zu jedem Zeitpunkt mit gereinigtem Öl 105 versorgt werden. Auch bei Spannungsausfall ist das System funktionsfähig. Es sind ferner Ausbaustufen realisierbar, die zusätzliche Möglichkeiten zum Selbstschutz des Systems ermöglichen. Das gezeigte elektro-hydraulisch gesteuerte Schmierölsystem weist dabei selbst nivellierenden Eigenschaften für den Trocken- und Nasssumpfbetrieb des Getriebes 101 auf.
Das System ist ausgebildet, um mittels temperaturgesteuerter Umschaltung zwischen Nass- und Trockensumpf das Getriebe 101 mit Schmieröl 105 zu versorgen und im Notbetrieb selbsttätig die Schmierölversorgung im Nasssumpfmodus herzustellen. Das System ist ausgebildet, um das Getriebe 101 bei jeder zulässigen Betriebstemperatur und in jedem zulässigen Betriebspunkt mit einer dem Betriebspunkt zugeordneten ausreichenden Menge Schmieröl 105 zu versorgen. In Abhängigkeit von der Öltemperatur werden die Normalbetriebsmodi von Nass- in
Trockensumpf umgeschaltet oder umgekehrt, z. B. bei sinkender Leistungsabnahme am Getriebe 101 , von Trocken- in Nasssumpf.
Im Notfallbetrieb, beispielsweise einem Ausfall der Stromversorgung, steuert sich das System selbsttätig hydraulisch von Trockensumpfmodus in Nasssumpfmodus um und gewährleistet eine ausreichende Schmierölversorgung für das Getriebe 101 im Not-und Trudelbetrieb.
Das System arbeitet auch bei Ausfall der Versorgungsspannung autark, sodass das Getriebe 101 gegen Schmierölmangel geschützt wird und teure Folgekosten durch Lager- und Verzahungsschäden vermieden werden.
Durch das aktive Umpumpen des Öls 105 mittels der mechanischen Ölpumpe 121 aus dem Tank 103 in das Getriebe 101 wird die Vorbereitungszeit für den nächsten Nassstart der Anlage verkürzt.
Das gezeigte Schmierölsystem kann sowohl im Nasssumpfmodus als auch im
Trockensumpfmodus arbeiten. Dazu ist keine aufwendige Gestaltung eines Zusatztanks zur Aufnahme zusätzlichen Ölvolumens aus dem Nasssumpfbetrieb erforderlich.
Wie im Folgenden anhand der Figuren 1 bis 4 beschrieben, arbeitet die Vorrichtung 107, beispielsweise in Form des 3MLOS-Systems mit drei Betriebsmodi und befindet sich bei der Erstinbetriebnahme in Grundstellung. Als Modus 0 wird die stromlose Grundstellung im Stillstand bzw. bei der Inbetriebnahme bezeichnet. Als Modus 1 wird die Hochlaufphase oder Start-up Phase sowie der Trudelbetrieb des Getriebes 101 im Nasssumpf, bei einer Oltemperatur unterhalb eines Schwellwerts, beispielsweise Töi < 30°C, mit betriebsbereiter Anlagensteuerung bezeichnet.
Als Modus 2 wird der Normalbetrieb im Trockensumpfmodus, bei einer Oltemperatur bei dem Schwellwert, beispielsweise Töi ~ 30°C, mit betriebsbereiter Anlagensteuerung bezeichnet.
Als Modus 3 wird der Notbetrieb bezeichnet.
Eine Funktionsbeschreibung des Modus 0, der der Grundstellung entspricht erfolgt anhand von Fig. 1. Dazu zeigt Fig. 1 einen Schaltplan eines Kühlschmiersystems in Grundstellung.
In der stromlosen Grundstellung ist das Getriebe 101 mechanisch blockiert und beide Pumpen 121 , 122 sind außer Betrieb. Der Öltank 103 und das Leitungssystem 1 1 1 , 1 12, 1 13, 131 , 132, 133 ist befüllt und entlüftet.
Die Ventile 137, 141 befinden sich in der federbetätigten Ausgangsstellung.
Das Ventil 139 befindet sich in geschlossener Stellung, betätigt durch die Auftriebskraft des Schwimmers 138.
Es findet keine Ölumwälzung statt.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung einer Getriebevorrichtung beim Trudelbetrieb und Hochfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Getriebevorrichtung entspricht der in Fig. 1 gezeigten Getriebevorrichtung.
In dem in Fig. 2 gezeigten Zustand wird das Getriebe 101 im Nasssumpfmodus betrieben und ist mit Schmieröl 105 befüllt. Entsprechend ist Füllstand des Tanks 103 niedrig. Der Druckspeicher 143 ist gefüllt. Durch Pfeile ist in Fig. 2 ein Fluss des Schmieröls 105 innerhalb der Leitungen 1 1 1 , 1 12, 1 13, 131 , 132, 133 gezeigt. Die sechste Leitung 133 ist gesperrt. Schmieröl 105 kann jedoch über die fünfte Leitung 132 in den Tank 103
zurückströmen. Anhand von Fig. 2 erfolgt eine Funktionsbeschreibung des Modus 1 , der einen Nasssumpfmodus und Trudelbetrieb umfasst. Dazu zeigt Fig. 2 den Schaltplan des
Kühlschmiersystems im Nasssumpf -Trudelbetrieb und Start up. Mit Inbetriebnahme der Anlagensteuerung wird die Getriebeöltemperatur mittels eines Sensors abgefragt und generiert, beispielsweise bei T < 30° ein 0-Signal für das
Magnetventil 141. Dadurch bleibt auch das Ventil 137 in seiner Ausgangsstellung und der freie Rücklauf des Getriebeöls 105 in den Tank 103 ist gesperrt. Durch anlangenseitige Erhöhung der Getriebedrehzahl startet die Ölförderung der mechanischen Pumpe 121. Diese saugt das Getriebeöl 105 aus dem Tank 103 und füllt einerseits den Druckspeicher 143 und fördert gleichzeitig Öl 105 über den Filter der dritten Leitung 1 13 ins Getriebe 101 . Parallel dazu fördert die elektrisch angetriebene Pumpe 122 Öl 105 aus dem Tank 103 ins Getriebe. Hierdurch baut sich im Getriebe 101 ein Ölsumpf auf und der Pegel im Tank 103 sinkt.
Das im Tank 103 entstehende Vakuum wird mit einströmender Luft über den Be- /Entlüftungsfilter 145 ausgeglichen. Das einstellbare Schwimmerventil 139 im Tank gibt bei sinkendem Ölniveau im Tank 103 den Ölrückfluss vom Getriebe 101 stufenlos frei, bis sich am Ventil 139 die
Gleichgewichtsbedingung aus geodätischem Druck, Schwerkraft, innerer Reibkraft gegenüber der Auftriebskraft des Schwimmers 138 einstellt: FP + FG + FR = FA
Die Einstellung am Schwimmer 138 ist so erfolgt, dass sich die Gleichgewichtsbedingung einstellt, wenn im Getriebe 101 das erforderliche Ölniveau für den Nasssumpfbetrieb erreicht ist. An diesem Punkt ist die Menge des geförderten Öls 105, gleich der Menge, die über das Ventil 139 in den Tank 103zurückläuft.
Das Getriebe 101 wird jetzt im Nasssumpf betrieben. Die Aufheizung des Getriebeöls 105 erfolgt einerseits durch das Planschen der Zahnräder des Getriebes 101 im Getriebeöl 105 und durch die Verlustleistung sowie durch eine im Tank 103 installierte Ölheizung. Bei Erreichen der Umschaltbedingung Toi >= 30°C wird das Ventil 141 durch die Steuerung umgeschaltet und der Wechsel zu Modus 2 eingeleitet.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung einer Getriebevorrichtung beim Normalbetrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Getriebevorrichtung entspricht der in Fig. 1 gezeigten Getriebevorrichtung. In dem in Fig. 3 gezeigten Zustand wird das Getriebe 101 im Trockensumpfmodus betrieben und ist mit nur wenig Schmieröl 105 befüllt. Entsprechend ist Füllstand des Tanks 103 hoch. Der Druckspeicher 143 ist gefüllt. Durch Pfeile ist in Fig. 3 ein Fluss des Schmieröls 105 innerhalb der Leitungen 1 1 1 , 1 12, 1 13, 131 , 132, 133 gezeigt. Die sechste Leitung 133 ist geöffnet. Schmieröl 105 kann somit über die sechste Leitung 133 direkt in den Tank 103 zurückströmen.
Anhand von Fig. 3 erfolgt eine Funktionsbeschreibung des Modus 2, der einen
Trockensumpfmodus umfasst. Dazu zeigt Fig. 3 den Schaltplan des Kühlschmiersystems im Trockensumpf - Normalbetrieb.
Das Ventil 141 befindet sich in betätigter Stellung durch den Elektromagneten des Ventils 141 und gibt die Steuerleitung 142 zum Ventil 137 frei.
Das Ventil 137 schaltet mit Hilfe der im Druckspeicher 143 gespeicherten Energie auf Durchgangsstellung und das Öl 105 kann aus dem Getriebe 101 in den Tank 103
zurücklaufen.
Das Ölniveau im Tank 103 steigt und das Schwimmerventil 138 im Tank 103 schließt den Rücklauf über das Ventil 139. Das Getriebe 101 befindet sich jetzt im Trockensumpfmodus.
Der Rücklauf des Getriebeöls 105 zum Tank 103 erfolgt jetzt ausschließlich über das Ventil Die im Tank 103 befindliche Luft wird über den Be-/Entlüftungsfilter 145an die Umgebung abgegeben.
Fällt während des Betriebs die Anlagensteuerung aus, geht das 3ML0S in den Notbetrieb - Übergang zu Modus 3.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung einer Getriebevorrichtung beim Notbetrieb gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Getriebevorrichtung entspricht der in Fig. 1 gezeigten Getriebevorrichtung.
In dem in Fig. 4 gezeigten Zustand wird das Getriebe 101 im Nasssumpfmodus betrieben und ist mit Schmieröl 105 befüllt. Entsprechend ist Füllstand des Tanks 103 niedrig. Der Druckspeicher 143 ist gefüllt. Durch Pfeile ist in Fig. 4 ein Fluss des Schmieröls 105 innerhalb der Leitungen 1 1 1 , 1 12, 1 13, 131 , 132, 133 gezeigt. Die sechste Leitung 133 ist gesperrt. Schmieröl 105 kann jedoch über die fünfte Leitung 132 in den Tank 103
zurückströmen.
Anhand von Fig. 4 erfolgt eine Funktionsbeschreibung des Modus 3, der einem Notbetrieb entspricht. Dazu zeigt Fig. 4 den Schaltplan des Kühlschmiersystems im Notbetrieb.
Im Notbetrieb schalten die Ventile 137 und 141 in die Grundstellung und die
Schmierölversorgung des Getriebes 101 erfolgt nur noch über die mechanische Pumpe 121.
Das Getriebe 121 wird entsprechend der Pumpendrehzahl wieder mit Öl 105 gefüllt und das Ventil 139 regelt den Ölstand im Getriebe 101 auf Nasssumpfmodus ein.
Hierdurch wird gewährleistet, dass im Trudelbetrieb das Getriebe 101 immer ausreichend mit Öl 105 aus dem Nasssumpf versorgt wird. Ist die Betriebsbereitschaft der Anlagensteuerung wieder hergestellt, wird das Ventil 141 in Abhängigkeit von der Öltemperatur angesteuert und schaltet entweder auf Nass- oder Trockensumpfbetrieb und der entsprechende Zyklus läuft ab. Zu der im Vorangegangenen Grundvariante des Systems 3MLOS sind zwei optionale Ausbaustufen vorgesehen.
Für die erste Ausbaustufe wird auf das 3MLOS, also die in den vorangegangenen Figuren gezeigte Vorrichtung 107 bzw. die gezeigte Getriebevorrichtung bestehend aus dem Getriebe 101 , dem Tank 103 sowie der Vorrichtung 107, eine Regelelektronik mit entsprechender Sensorik installiert, die Standardbetriebsparameter wie Volumenstrom, Öldruck, Temperatur, Ölniveau, Ölverschmutzungsschalter je nach Konfiguration abfragt, und der Anlagensteuerung ein Signal für den jeweils zulässigen Betriebsmodus ausgibt.
Das System aus Getriebe 101 und Ölversorgung 103 schützt sich somit selbsttätig vor einer unzulässigen Leistungsanforderung außerhalb zulässiger Betriebsparameter. In der ersten Ausbaustufe stellt die Anlagensteuerung sicher, dass nur durch das 3MLOS freigegebene Betriebsmodi angefahren werden können.
Für die zweite Ausbaustufe wird auf das 3MLOS eine erweiterte Regelelektronik installiert, die Standardbetriebsparameter wie beispielsweise Volumenstrom, Öldruck, Temperatur und Ölniveau abfragt. Darüber hinaus werden zusätzliche Signale wie beispielsweise Ölviskosität, Wassergehalt, Ölreinheit und Filterdifferenzdruck verarbeitet und als Basis für eine dynamische
Wartungsanzeige verwendet.
Durch die zusätzliche Installation eines Wasserabscheiders und Feinfilters kann die Anlage auf einen vierten Modus erweitert werden, der der Anlagensteuerung eine zweistufige Anforderung für einen automatisierten Wartungsmodus signalisiert.
In Wartungsstufe 1 wird innerhalb definierter Grenzen während des Betriebs die Ölpflege eingeleitet und durchgeführt.
In Wartungsstufe 2 wird innerhalb definierter Grenzen im Stillstand oder Trudelbetrieb die Ölpflege eingeleitet und durchgeführt. Bei Überschreitung einer definierten Anzahl von Wartungen innerhalb eines definierten Zeitraums wird eine Ursachenklärung der nicht zulässigen Betriebsparameter von der Steuerung angefordert. Eine smarte Programmierung der 3MLOS Steuerung signalisiert der Anlage
Wartungsempfehlungen wie anstehende Öl- oder Filterwechsel bzw. zulässige
Restlaufzeiten.
Alle anliegenden Betriebsparameter werden kontinuierlich erfasst und geloggt. Eine Ausgabe der Betriebsdaten über die Zeitachse zeigt die Überschreitung der Limitwerte.
Der beschriebene Ansatz weist eine Reihe von Vorteilen gegenüber konventionellen bekannten Systemen auf. So kann das 3MLOS bereits in Basisausführung die Nachteile der Einzelsysteme Nass-und Trockensumpfschmierung minimieren und nutzt die Vorteile beider Systeme.
Rückwärtiges Durchströmen eines Tanks findet nicht statt und das Getriebe 101 wird jederzeit mit gefiltertem Öl 105 versorgt.
Eine Vorhaltung von zusätzlichem Ölvolumen wird nicht benötigt.
Das im Umlauf befindliche Öl 105 ist ausreichend, um den Nasssumpf herzustellen. Die Betriebskosten für den Betreiber werden hierdurch stark reduziert.
Durch die Bereitstellung von sauberem Öl 105 in jedem Betriebsmodus wird die
Lebensdauer des Getriebes 101 und seiner Einzelkomponenten verlängert.
Gegenüber reinen Nasssumpfgetrieben wird der Nachteil der Planschverluste auf ein Minimum reduziert (nur Warmfahrphase). Ferner werden die dauerhafte Verschäumung des Öls 105 und die daraus resultierende Kavitation in den Pumpen 221 , 222 und an den Verzahnungsteilen vermieden. Weiterhin wird die mechanische Belastung des Öls 105 verringert und somit die Ölviskosität über einen längeren Zeitraum stabil gehalten.
Erforderliche Kühler können kleiner dimensioniert werden, da die als Wärmeenergie vorhandenen Planschverluste nicht aus dem System abgeleitet werden müssen.
In der Warmfahrphase tragen die Planschverluste zu einer kürzeren Aufheizzeit des Öles 105 bei und das Getriebe 101 kann eher auf Volllastbetrieb umgeschaltet werden. Dieses bedeutet bei ausreichendem Windangebot für eine Windkraftanlage, dass die volle Leistung zu einem früheren Zeitpunkt abgegriffen werden kann und die Leistungsausbeute maximiert wird.
Reine Trockensumpfgetriebe benötigen zum Anfahren aus niedrigen Temperaturen und hochviskosen Ölen ausreichend dimensionierte Tankheizungen, um das Öl vorzuheizen. Diese können bei dem 3MLOS entsprechend kleiner ausfallen. Da sich im Nasssumpfbetrieb des Getriebes 101 nur eine kleine Teilmenge des Gesamtölvolumens im Tank 103 befindet.
Durch die "self-levelling" Funktion des Ventils 139 wird auch während der Warmfahrphase eine gleichmäßige Erwärmung des Schmieröls 105 sichergestellt.
Im Notfallmodus kann das System ohne Anliegen einer Versorgungsspannung und ohne entsprechende Steuerungssignale auf das elektromagnetisch betätigte Ventil 141 das Getriebe 101 mit der überlebensnotwendigen Schmierölmenge versorgen. Ein weiterer Vorteil dieses Konzepts besteht darin, dass keine zusätzlichen bzw. größeren Tanks für die Aufnahme des Ölvolumens aus dem Nasssumpf benötigt werden. Dieses reduziert die Kosten für die Ölbefüllung und darüber hinaus die Kosten für fällige Wartungen in Bezug auf Frischölmenge und Entsorgung. Durch geringere mechanische und thermische Belastung des Öls 105 im Trockensumpf können die Ölwechselintervalle verlängert werden.
Zusammengefasst bedeutet dies geringere Anschaffungs- und Wartungskosten bezogen auf die Gesamtlebensdauer der Anlage und somit niedrigere Stromgestehungskosten. Durch sichere Versorgung des Getriebes 101 mit gefiltertem Schmieröl 105 ergibt sich eine längere Lebensdauer des Getriebes 101 und eine geringere Reparaturanfälligkeit. Durch eine Überwachung der Getriebeöltemperatur und weiterer Parameter wie Viskosität und Ölreinheit wird zusätzlich die Standzeit des Getriebeöls 105 verlängert und das Getriebe 101 in jedem möglichen Betriebspunkt mit ausreichend sauberem Schmieröl 105 versorgt. Eine
dynamische Wartungsempfehlung auf Basis diverser Parameter, wie Öltemperatur,
Wassergehalt, Viskosität, Filterverschmutzung, Volumenstrom, ermöglicht eine
zustandsabhängige Wartungsempfehlung. Dieses reduziert die Kosten für Ersatzteile und Montageeinsätze und lässt Rückschlüsse auf den Zustand des Getriebes 101 zu. Die Lebensdauerverlängerung und die Verringerung der Reparaturanfälligkeit tragen dazu bei, die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen und somit die Leistungsausbeute zu erhöhen. Eine höhere Gesamtbetriebszeit aufgrund geringerer Wartungs- und Reparaturzeiten, lässt die Stromgestehungkosten über die kalkulierte Gesamtlebensdauer der Anlage sinken. Einsatzgebiete des 3MLOS bestehen beispielsweise in der Turbine einer Windkraftanlage. Die Anpassung des Systems kann für viele unterschiedliche Getriebe 101 erfolgen, bei denen der Betrieb im Trockensumpf möglich ist und die eine Platzierung des Tanks 103 unterhalb des Getriebes 101 ermöglichen. Der Tank 103 kann unterhalb oder versetzt unterhalb des Getriebes 101 angeordnet sein.
Das Schmierölversorgungssystem kann für ein Windenergiegetriebe 101 eingesetzt werden. Das Getriebe 101 soll in einem Trockensumpf-Modus betrieben werden können, bei dem im Getriebe 101 kaum Öl 105 vorhanden ist, um Verluste zu reduzieren. Im
Notfallbetriebszustand oder im Trudelbetrieb mit wenig Wind soll das Getriebe 101 jedoch bis zu einem vorgegeben Stand mit Öl 105 gefüllt sein, so dass die Zahnräder des Getriebes 101 in das Öl 105 eintauchen (Nasssumpf-Modus). Es wird dazu das Schaltventil 137 im Ölrücklauf vom Getriebe 101 zum Tank 103 angebracht. Ist dieses Ventil 137 offen, so läuft das Öl 105 aus dem Getriebe 101 in den Tank 103 ab. Ist das Ventil 137 geschlossen, so steigt der Ölstand im Getriebe 101 bis das Öl 105 über den Überlauf 132 in den Tank 101 abfließt. Die Ölversorgung erfolgt durch eine elektrisch und durch eine mechanisch angetriebene Pumpe 121 , 122.
Fig. 5 zeigt eine Darstellung einer weiteren Getriebevorrichtung beim Trudelbetrieb und Hochfahren (Start up) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Getriebevorrichtung weist neben dem Getriebe 101 und dem Tank 103 eine Vorrichtung 107 zur Versorgung des Getriebes 101 mit Schmieröl 105 aus dem Tank 103 auf. Die
Vorrichtung 107 ist entsprechend der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung aufgebaut, mit dem Unterschied, dass das Ventil 137 nicht außerhalb, sondern innerhalb des Tanks 103 angeordnet ist, und das die Überlaufeinrichtung als ein das Rücklaufventil 137
überbrückendes Steigrohr 132 ausgeführt ist. Das Steigrohr 132 verläuft von dem
Knotenpunkt 135, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des Tanks 103 angeordnet ist, als U-förmiges Rohrstück zu aus dem Tank 103 heraus und wieder in den Tank 103 hinein. Alternativ kann der Knotenpunkt 135 auch außerhalb des Tanks 103 angeordnet sein. Ein Scheitelpunkt des Steigrohrs 132 stellt einen Überlauf dar, der auf einer Höhe oder einem Pegel 550 liegt, der das maximale Ölniveau im Getriebe 101 definiert.
Der Zustand der in Fig. 5 gezeigten Getriebevorrichtung entspricht dem anhand von Fig. 2 beschriebenen Zustand.
Fig. 6 zeigt eine Darstellung einer weiteren Getriebevorrichtung in Grundstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Getriebevorrichtung entspricht den bereits beschriebenen Getriebevorrichtungen und weist zusätzlich eine Turnfunktion oder Drehfunktion auf. Zum Realisieren der Turnfunktion weist die Vorrichtung 107 eine Dreheinrichtung 561 auf, durch die die mechanische Pumpe 121 angetrieben werden kann, um eine mit der Pumpe 121 gekoppelte Getriebewelle des Getriebes 101 zu betreiben. Die Dreheinrichtung 561 kann durch einen Akkuschrauber oder eine externe Handbetätigung realisiert sein, durch die eine kleine zusätzliche Pumpe 563 angetrieben wird. Die zusätzliche Pumpe 563 ist zusammen mit einem Rückschlagventil 565 parallel zu der Pumpe 121 geschaltet. Durch ein zusätzliches Absperrventil 567 in der ersten Leitung 1 1 1 kann erreicht werden, das das von der zusätzlichen Pumpe 563 geförderte Öl 105 der Pumpe 121 zugeführt wird. Ein Rückschlagventil 569, das in der ersten Leitung 1 1 1 vor dem
Knotenpunkt 1 15 angeordnet ist, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein 5bar Rückschlagventil 569 ausgelegt.
Im Folgenden wird die Ventilfunktion des in Fig. 6 gezeigten Ventils 141 näher beschreiben. Das Ventil 141 bewirkt in der in Fig. 6 gezeigten Position, dass das 2/2 Wege Einbauventil 570 schließt, sich also in der in Fig. 6 gezeigten Position befindet, da das Ventil 570 druckausgeglichen ist und dadurch dessen Feder das Schließen bewirkt. Durch da Schließen des Ventils 570 muss das über Leitung 1 1 1 zum Getriebe 101 strömende Öl den Weg über das mit 5bar vorgespannte Rückschlagventil 569 nehmen. Dadurch erhöht sich das Druckniveau in den Leitungen 1 1 1 und 142 auf 5bar. Das Ventil 570 bleibt geschlossen, weil es immernoch druckausgeglichen ist. Der nun auf 5bar erhöhte Druck in Leitung 142 bewirkt, dass das Ventil 137 in seine geschlossene Stellung bewegt wird.
Kurz gesagt, aktuiert das Ventil 141 in der gezeigten Stellung die Ventile 570 und 137 zum Schließen, wodurch sich Nasssumpf einstellt; in der anderen Stellung aktuiert das Ventil 141 die Ventile 570 und 137 zum Öffnen, wodurch sich Trockensumpf einstellt.
Die auf dem in Fig. 6 gezeigten Schaltplan dargestellte Schaltung ermöglicht es, einen Monteur mit einfachem Werkzeug 561 , z. B. Akkuschrauber oder Handkurbel, in die Lage zu versetzen einen mit dem Getriebe 101 gekoppelten Rotor einer Windanlage ohne zusätzliche Energie (kein Wind) in eine bestimmte Position zu drehen, um Wartungsarbeiten durchführen zu können, wie z. B. das Reinigen der Rotorblätter, wozu ein Rotorblatt im unteren Totpunkt positioniert sein soll.
Fig. 7 zeigt eine Darstellung der in Fig. 6 gezeigten Getriebevorrichtung in Grundstellung mit Turnfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. An der Pumpe 561 liegt ein kleines Drehmoment 571 an. An der Pumpe 121 liegt ein im Vergleich zu dem kleinen Drehmoment 571 großes Drehmoment 572 an.
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Versorgung eines Getriebes mit Schmieröl aus einem Tank gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren kann im Zusammenhang mit einer im vorangegangen beschriebenen
Getriebevorrichtung ausgeführt werden. In einem Schritt 881 wird ein Rücklauf gesperrt, um das Getriebe in einem Nasssumpfmodus zu betreiben. Wenn das Getriebe in dem
Nasssumpfmodus betrieben wird, kann in einem Schritt 882 eine Umgehung einer Sperrung des Rücklaufs ermöglicht werden, und zwar abhängig von einer sich in dem Tank oder dem Getriebe befindlichen Schmierölmenge. In einem Schritt 883 kann der Rücklauf freigegeben werden, um das Getriebe in einem Trockensumpfmodus zu betreiben, und zwar abhängig von einem Parameter des Getriebes oder des Schmieröls. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.
Bezuqszeichenliste
101 Getriebe
103 Tank
105 Schmieröl
107 Vorrichtung
11 1 erste Leitung
1 12 zweite Leitung
1 13 dritte Leitung
1 15 Knotenpunkt
121 erste Pumpe
122 zweite Pumpe
124 Elektromotor
131 vierte Leitung
132 fünfte Leitung
133 sechste Leitung
135 Knotenpunkt
137 Rücklaufventil
138 Schwimmer
139 Ventil
141 Ventil
42 Steuerleitung
143 Druckspeicher
145 Belüftungsfilter
550 Pegel
561 Dreheinrichtung
563 zusätzliche Pumpe
565 Rückschlagventil
567 Absperrventil
569 Rückschlagventil
570 2/2 Wege Einbauventil
571 kleines Drehmoment
572 großes Drehmoment erster Schritt zweiter Schritt dritter Schritt

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung (107) zur Versorgung eines Getriebes (101 ) mit Schmieröl (105) aus einem Tank (103), mit folgenden Merkmalen: einem Vorlauf zum Führen des Schmieröls (105) von dem Tank (103) zu dem
Getriebe (101 ); einem Rücklauf zum Rückführen des Schmieröls (105) von dem Getriebe (101 ) zu dem Tank (103); einem Rücklaufventil (137), das in dem Rücklauf angeordnet ist und ausgebildet ist, um in einem geöffneten Zustand zum Betreiben des Getriebes (101 ) in einem
Trockensumpfmodus das Rückführen des Schmieröls (105) über das Rücklaufventil (137) zu ermöglichen und in einem geschlossenen Zustand zum Betreiben des
Getriebes (101 ) in einem Nasssumpfmodus das Rückführen des Schmieröls (105) über das Rücklaufventil (137) zu verhindern; und einer Überlaufeinrichtung (132), die in dem Rücklauf angeordnet und ausgebildet ist, um abhängig von einer sich in dem Tank (103) oder dem Getriebe (101 ) befindlichen
Schmierölmenge das Rückführen des Schmieröls (105) an dem Rücklaufventil (137) vorbei zu ermöglichen.
2. Vorrichtung (107) gemäß Anspruch 1 , bei der der geschlossene Zustand des
Rücklaufventils (137) die Ruhestellung des Rücklaufventils (137) darstellt.
3. Vorrichtung (107) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer
Einsteileinrichtung (141 ) zum Einstellen eines Öffnungszustands des Rücklaufventils (137), wobei die Einsteileinrichtung (141 ) ausgebildet ist, um den Öffnungszustand des Rücklaufventils (137) abhängig von einer Temperatur des Schmieröls (105) einzustellen.
4. Vorrichtung (107) gemäß Anspruch 3, bei der die Einsteileinrichtung einen mit dem Vorlauf gekoppelten Druckspeicher (143), einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Schmieröls (105) und ein Stellventil (141 ) aufweist, wobei das Stellventil (141 ) ausgebildet ist, um gesteuert durch die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur eine Verbindung zwischen dem Druckspeicher (143) und einem Stelleingang des Rücklaufventils (137) zum Einstellen des Öffnungszustands des Rücklaufventils (137) freizugeben oder zu sperren.
Vorrichtung (107) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die
Überlaufeinrichtung (132) als ein das Rücklaufventil (137) überbrückendes Steigrohr ausgeführt ist.
Vorrichtung (107) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die
Überlaufeinrichtung (132) als eine das Rücklaufventil (137) überbrückende
Überbrückungsleitung mit einem Überlaufventil (139) ausgeführt ist, wobei das Überlaufventil (139) ausgebildet ist, um die Überbrückungsleitung abhängig von der sich in dem Tank (103) befindlichen Schmierölmenge freizugeben oder zu sperren.
Vorrichtung (107) gemäß Anspruch 6, mit einem innerhalb des Tanks (103) angeordneten Schwimmer (138) zum Einstellen eines Zustande des Überlaufventils (139) abhängig von einer Füllstandhöhe des Schmieröls (105) in dem Tank (103).
Vorrichtung (107) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer in dem Vorlauf angeordneten und durch das Getriebe (101 ) antreibbaren mechanischen Pumpe (121 ) und/oder mit einer in dem Vorlauf angeordneten elektrischen Pumpe (122).
Vorrichtung (107) gemäß Anspruch 8, mit einer Dreheinrichtung (561 ), die ausgebildet ist, um die mechanische Pumpe (121 ) als Motor zum Drehen einer Getriebewelle des Getriebes (101 ) zu betreiben.
Vorrichtung (107) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer
Regelungseinrichtung, die ausgebildet ist, um unter Verwendung von
Betriebsparametern der Vorrichtung (107) Betriebsmodi der Vorrichtung (107) zu überwachen und/oder eine erforderliche Wartung der Vorrichtung (107) zu signalisieren. Getriebevorrichtung für eine Windenergieanlage, mit folgenden Merkmalen: einem Getriebe (101 ) für die Windenergieanlage; einem Tank (103) zum Bevorraten von Schmieröl (105) für das Getriebe (101 ); und eine Vorrichtung (107) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche zur Versorgung des Getriebes (101 ) mit dem Schmieröl (105) aus dem Tank (103).
Verfahren zur Versorgung eines Getriebes (101 ) mit Schmieröl (105) aus einem Tank (103), wobei ein Vorlauf zum Führen des Schmieröls (105) von dem Tank (103) zu dem Getriebe (101 ) und ein Rücklauf zum Rückführen des Schmieröls (105) von dem Getriebe (101 ) zu dem Tank (103) vorgesehen ist, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Sperren (881 ) des Rücklaufs zum Betreiben des Getriebes (101 ) in einem
Nasssumpfmodus;
Ermöglichen (882) einer Umgehung einer Sperrung des Rücklaufs abhängig von einer sich in dem Tank (103) oder dem Getriebe (101 ) befindlichen Schmierölmenge, wenn das Getriebe (101 ) in dem Nasssumpfmodus betrieben wird; und
Freigeben (883) des Rücklaufs zum Betreiben des Getriebes (101 ) in einem
Trockensumpfmodus, abhängig von einem Parameter des Getriebes (101 ) oder des Schmieröls (105).
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei der der Schritt des Sperrens (881 ) bei Ausfall einer elektrischen Energieversorgung einer Einrichtung des Vorlaufs und/oder des Rücklaufs ausgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, bei der der Schritt des Freigebens (883) ausgeführt wird, wenn eine Temperatur des Schmieröls (105) größer als eine Schwelltemperatur ist.
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