WO2019141715A1 - Windkraftanlage mit riemengetriebe - Google Patents

Windkraftanlage mit riemengetriebe Download PDF

Info

Publication number
WO2019141715A1
WO2019141715A1 PCT/EP2019/051020 EP2019051020W WO2019141715A1 WO 2019141715 A1 WO2019141715 A1 WO 2019141715A1 EP 2019051020 W EP2019051020 W EP 2019051020W WO 2019141715 A1 WO2019141715 A1 WO 2019141715A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
belt
rotor
transmission
shaft
wave wheel
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/051020
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Lutz
Original Assignee
Peter Lutz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peter Lutz filed Critical Peter Lutz
Publication of WO2019141715A1 publication Critical patent/WO2019141715A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/02—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/50—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/402—Transmission of power through friction drives
    • F05B2260/4021—Transmission of power through friction drives through belt drives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a wind turbine with belt transmission according to claim 1 in which at the upper end of a tower rotor, belt drive and generator is arranged.
  • the rotor is mechanically coupled to the generator via the belt transmission.
  • the generator with the rotor is located at the top of the tower and the electrical energy generated is led down via cables.
  • the rotational speed of the rotors is in the range between 0 and 12 of revolutions per minute.
  • suitable generators - direct runners - are very difficult. Therefore, a gear is usually connected between the rotor and the generator in order to enable the use of high-speed generators having less weight.
  • the use of belt transmissions results in weight savings compared to mechanical transmissions with gear wheels.
  • Such an arrangement is known for example from US2016 / 0169207A1 or DE4301342C1.
  • the bearing arrangement is provided between the rotor and the shaft wheels of the belt drive, whereby the replacement of drive belt simplifies.
  • the belt transmission may also include a mechanical transmission stage.
  • a hybrid transmission is known from DE202018102326.8.
  • the belt transmission is preferably constructed in multiple stages in order to achieve high speeds in the range between 1400 and 2000 revolutions per minute, which allow the use of lighter generators.
  • the transmission ratio for the belt transmission is between 1: 4 and 1: 2000.
  • gear ratio 1: 440.
  • Four gear stages have proven to be advantageous.
  • the transmission shafts which connect different gear stages with one another are preferably made detachable, so that an exchange of drive belts and repairs are generally simplified.
  • the mechanical coupling between gear and generator is preferably designed detachable.
  • the drive belts are preferably to ensure toothed belts and the power transmission between the shaft wheels without slippage. Also, drive belts with nubs and complementary recesses in the wave wheels or wave wheels with nubs or teeth, which engage in complementary recesses in the drive belt, are suitable. When using smooth belts, these would have to be mounted with very high pretensioning forces to prevent slippage. These high preload forces reduce the life of smooth belts.
  • a plurality of transmission belts are used in parallel in the gearbox arrangement of the first gear stage.
  • a cooling device for. B. in the form of a blower, the mechanical and / or the belt transmission can be cooled.
  • Drive belts made of high-strength fiber-reinforced plastic or titanium are particularly suitable as drive belts.
  • Suitable plastics are, in particular, polyamide, carbon fiber-reinforced plastics and aramids (for example, Kevlar).
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of the wind power plant with a three-stage belt transmission
  • Fig. 2 is a perspective detail view of the upper end of the tower with rotor, platform, belt transmission and generator;
  • Fig. 3 is a side view of the illustration of FIG. 2;
  • FIG. 5 shows a perspective view of a second embodiment with a flattening device for the rotor
  • FIG. 6 is a schematic representation of a third embodiment with coupling devices between two gear stages and between gearbox and generator.
  • FIG. 7 the third embodiment of FIG. 6, wherein the coupling device is opened between the two gear stages.
  • 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the invention with a tower 1, which comprises an upper and a lower end 2, 3.
  • a platform 4 is arranged at the upper end 2 of the tower 1 .
  • a rotor 6 with a rotor shaft 8, a belt drive 10 and a generator 12 are mounted on the platform 4.
  • the rotor 6 comprises three rotor blades 14, which are mounted on a rotor hub 16.
  • the rotor hub 16 is rotatably connected to the rotor shaft 8.
  • the belt transmission 10 is formed in four stages.
  • the first gear stage comprises the rotor shaft 8 as a first gear shaft, which is mounted in a bearing device with a first and a second bearing block 18, 20.
  • the bearing device or the two bearing blocks 18, 20 are firmly connected to the platform 4.
  • the rotor shaft 8 therefore passes through the first bearing block 18 and ends in the second bearing block 20.
  • a second gear shaft 22, which ends in the first bearing block 18, is mounted in the two bearing blocks 18, 20 extends with a protruding end 24 through the second bearing block 20 therethrough.
  • a multi-part first shaft wheel 26 is arranged on the first transmission shaft 8, and a second multi-part shaft wheel 28 is arranged on the second transmission shaft 22.
  • the two wave wheels 18, 20 and thus the two transmission shafts 8, 22 are mechanically coupled together by a first belt arrangement 30.
  • the first belt assembly 30 includes four equal, juxtaposed transmission belts 32.
  • the diameter of the first shaft gear 26 is greater than the diameter of the second shaft gear 28.
  • the second gear stage comprises a third shaft wheel 34, which is mounted on the end 24 of the second gear shaft 22 passing through the second bearing block 20. Via a second belt arrangement 36 with a single gear belt 32, the third shaft gear 34 is mechanically coupled to a fourth shaft gear 38.
  • the fourth wave wheel 38 is arranged on a third transmission shaft 40, which is mounted parallel and axially offset from the second transmission shaft 22 in a third and a fourth bearing block 42, 44.
  • the diameter of the third wave wheel 34 is greater than the diameter of the second wave wheel 28 and larger than the diameter of the fourth wave wheel 38.
  • the third gear stage includes a fifth shaft 46 which is mounted between the third and fourth bearing blocks 42, 44 on the third gear shaft 40.
  • the fifth shaft 46 is mechanically coupled to a sixth shaft gear 50.
  • the sixth wave wheel 50 is arranged on a fourth transmission shaft 52, which is mounted parallel and axially offset from the third transmission shaft 40 in the fourth 42 and a fifth bearing block 54.
  • the diameter of the fifth wave wheel 46 is greater than the diameter of the fourth wave wheel 38 and larger than the diameter of the sixth wave wheel 50.
  • the fourth gear stage includes a seventh shaft 56 mounted between the fourth and fifth pedestals 44, 54 on the fourth gear shaft 52. Via a fourth belt arrangement 58 with a single gear belt 32, the seventh wave wheel 56 is mechanically coupled to an eighth wave gear 60.
  • the eighth wave wheel 60 is disposed on a fifth transmission shaft 62 that is parallel and axially offset from the fourth transmission shaft 52 in the fourth and fifth bearing blocks 44, 54.
  • the fifth transmission shaft 62 leads as a generator shaft in the generator 12.
  • the diameter of the seventh wave wheel 56 is greater than the diameter of the sixth wave wheel 50 and larger than the diameter of the eighth wave 60th
  • a human 64 is shown in Fig. 2 next to the generator 12.
  • the platform 4 is surrounded by a jacket, not shown, for the protection of the components mounted on the platform 4.
  • FIG. 5 given dimensioned dimensions for the eight shaft wheels 26, 28, 34, 38, 46, 50, 56, 60 are given:
  • first and the second bearing block 18, 20 store not only the first gear stage of the belt 10, but also the rotor 6 with rotor hub 16 and rotor shaft 8, care must be taken, especially during maintenance, that the rotor 6 are not removed got to.
  • a U-shaped rotor holding device 66 is provided, which is mounted between the rotor hub 16 and the first bearing block 18 on the platform 4. By means of bolts or screws 68 so that the rotor 6 can be temporarily attached to the rotor holding device 66 and thus to the platform 4.
  • Figures 6 and 7 show a third embodiment of the invention with a two-stage belt transmission, so that the third transmission shaft 40, the generator shaft 40 and the generator shaft.
  • the first gear stage comprises only two transmission belts 32 arranged in parallel instead of four.
  • the essential difference between the two first embodiments - Figures 1 to 5 - and the third embodiment - Figures 6 and 7 - is that the bearing device 18, 20 for the first gear stage between the rotor 6 and the first and second shaft 26, 28th is arranged.
  • the bearing device for the second gear stage with third and fourth bearing brackets 42, 44 is arranged between the generator 12 and the third or fourth shaft wheel 34, 38.
  • the two-piece first wave wheel 26 and the two-piece second wave wheel 28 and the third and fourth wave gear 34, 38 are disposed between the second bearing block 20 and the third bearing block 42.
  • the second transmission shaft 33 which connects the two transmission stages and on which the two-part second shaft 28 and the third shaft 34 are arranged, is provided between the two-part second shaft 28 and third shaft 34 with a coupling device 70 which is shown in FIG 6 is closed and shown in Fig. 7 in the open state. In the open state, the transmission belt 32 can be exchanged in a simple manner.
  • the third gear shaft 40 which is the generator shaft at the same time, is likewise provided with a coupling device 70 between the fourth bearing block 44 and the generator 12, so that the generator 12 can be easily connected on site, ie in the tower with the third gear shaft 40 ,

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Es wird eine Windkraftanlage mit Riemengetriebe bereitgestellt, bei der am oberen Ende eines Turms Rotor, Riemengetriebe und Generator angeordnet sind. Dadurch, dass die Lagerung des Rahmengetriebes gleichzeitig auch die Lagerung des Rotors mit Rotorwelle ist, erübrigt sich ein zusätzliches Lager für den Rotor mit Rotorwelle, wodurch sich eine Reduzierung des Kopfgewichts der Windkraftanlage ergibt.

Description

Beschreibung
Windkraftanlage mit Riemengetriebe
Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit Riemengetriebe nach Anspruch 1 bei der am oberen Ende eines Turms Rotor, Riemengetriebe und Generator angeordnet ist. Der Rotor ist über das Riemengetriebe mechanisch mit dem Generator gekoppelt.
Bei den meisten im Einsatz befindlichen Windkraftanlagen ist der Generator mit dem Rotor am oberen Ende des Turms angeordnet und die erzeugte elektrische Ener- gie wird über Kabel nach unten geführt. Dies führt bei hohen elektrischen Leistungen im Megawattbereich zu sehr hohen Kopfgewichten - Gewicht von Rotor mit Maschi- nengondel - im Bereich von 100 1 bis 750 t. Die Drehgeschwindigkeit der Rotoren liegt im Bereich zwischen 0 und 12 von Umdrehungen pro Minute. Für solche niedrigen Drehgeschwindigkeiten geeignete Generatoren - Direktläufer - werden sehr schwer. Daher wird zwischen Rotor und Generator üblicherweise ein Getriebe geschaltet, um die Verwendung von schnell laufenden Generatoren zu ermöglichen, die weniger Ge- wicht aufweisen. Durch den Einsatz von Riemengetrieben ergibt sich gegenüber me- chanischen Getrieben mit Zahnrädern eine Gewichtsersparnis. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der US2016/0169207A1 oder der DE4301342C1 bekannt.
Ausgehend von der US2016/0169207A1 ist es Aufgabe der Erfindung das Kopf- gewicht einer Windkraftanlage bei gleicher elektrischer Leistung weiter zu verringern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Dadurch, dass die Lagerung des Rahmengetriebes gleichzeitig auch die Lagerung des Rotors mit Rotorwelle ist, erübrig sich ein zusätzliches Lager für den Rotor mit Ro- torwelle, wodurch sich eine Reduzierung des Kopfgewichts der Windkraftanlage ergibt. Vorzugsweise ist die Lageranordnung zwischen Rotor und den Wellenrädern des Riemengetriebes vorgesehen, wodurch sich der Austausch von Treibriemen verein- facht.
Vorzugsweise kann das Riemengetriebe auch eine mechanische Getriebestufe umfassen. Ein derartiges Hybridgetriebe ist aus der DE202018102326.8 bekannt.
Das Riemengetriebe ist vorzugsweise mehrstufig aufgebaut, um hohe Drehzahlen im Bereich zwischen 1400 und 2000 Umdrehungen pro Minute zu erreichen, die den Einsatz von leichteren Generatoren ermöglichen. Das Übersetzungsverhältnis für das Riemengetriebe liegt zwischen 1 :4 und 1 :2000. Beispielsweise 1 :4 für die erste und zweite Getriebestufe und 1 :3 für die dritte und vierte Getriebestufe. Insgesamt ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis von 1 :440. Vier Getriebestufen haben sich als vorteil haft erwiesen.
Die Getriebewellen, die verschieden Getriebestufen miteinander verbinden sind vorzugsweise lösbar ausgestaltet, so dass ein Austausch von Treibriemen und Repara- turen allgemein vereinfacht werden. Auch die mechanische Kopplung zwischen Getrie- be und Generator ist vorzugsweise lösbar ausgestaltet.
Die Treibriemen sind vorzugsweise Zahnriemen und die Kraftübertragung zwi- schen den Wellenräder ohne Schlupf zu gewährleisten. Auch Treibriemen mit Noppen und komplementären Ausnehmungen in den Wellenrädern oder Wellenräder mit Nop- pen oder Zähnen, die in komplementäre Ausnehmungen im Treibriemen eingreifen, sind geeignet. Bei Verwendung von Glattriemen müssten diese mit sehr hohen Vor- spannkräften montiert werden, um Schlupf zu verhindern. Diese hohen Vorspannkräfte verringern die Standzeit von Glattriemen.
Um die hohen Kräfte des sich langsam drehenden Rotors aufzunehmen, werden in der Getrieberiemenanordnung der ersten Getriebestufe mehrere Getrieberiemen pa- rallel zueinander eingesetzt. Durch eine Kühleinrichtung, z. B. in Form eines Gebläses, lassen sich das me- chanische und/oder das Riemengetriebe kühlen.
Als Treibriemen eignen sich besonders Treibriemen aus hochfesten faserverstärk- tem Kunststoff oder Titan. Geeignete Kunststoffe sind insbesondere Polyamid, mit Car- bonfasern verstärkte Kunststoffe und Aramide (z. B, Kevlar).
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
Fig.1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Wind- kraftanlage mit einem dreistufigen Riemengetriebe;
Fig. 2 eine perspektivische Detailansicht des oberen Ende des Turms mit Rotor, Plattform, Riemengetriebe und Generator;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch die von den Getriebewellen aufgespannten Ebene der ersten Ausführungsform;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform mit einer Flaltevorrichtung für den Rotor;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform mit Kopp- lungseinrichtungen zwischen zwei Getriebestufen und zwischen Getriebe und Genera- tor; und
Fig. 7 die dritte Ausführungsform nach Fig. 6, wobei die Kopplungseinrichtung zwischen den zwei Getriebestufen geöffnet ist. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Er- findung mit einem Turm 1 , der ein oberes und ein unteres Ende 2, 3 umfasst. Am obe- ren Ende 2 des Turms 1 ist einer Plattform 4 angeordnet. Aus der Detaildarstellung nach Fig. 2 und 3 und der Schnittdarstellung nach Fig. 4 ist zu ersehen, dass auf der Plattform 4 ein Rotor 6 mit einer Rotorwelle 8, ein Riemengetriebe 10 und ein Generator 12 montiert sind. Der Rotor 6 umfasst drei Rotorblätter 14, die an einer Rotornabe 16 montiert sind. Die Rotornabe 16 ist drehfest mit der Rotorwelle 8 verbunden.
Das Riemengetriebe 10 ist vierstufig ausgebildet. Die erste Getriebestufe umfasst die Rotorwelle 8 als erste Getriebewelle, die in einer Lagervorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Lagerbock 18, 20 gelagert ist. Die Lagervorrichtung bzw. die beiden Lagerböcke 18, 20 sind fest mit der Plattform 4 verbunden. Die Rotorwelle 8 durchsetzt daher den ersten Lagerbock 18 und endet im zweiten Lagerbock 20. Im Abstand zu der ersten Getriebewelle bzw. Rotorwelle 8 ist in den beiden Lagerböcken 18, 20 eine zwei- te Getriebewelle 22 gelagert, die in dem ersten Lagerbock 18 endet und sich mit einem überstehenden Ende 24 durch den zweiten Lagerbock 20 hindurch erstreckt. Zwischen den beiden Lagerböcken 18, 20 ist auf der ersten Getriebewelle 8 ein mehrteiliges ers- tes Wellenrad 26 und auf der zweiten Getriebewelle 22 ein zweites mehrteiliges Wellen- rad 28 angeordnet. Die beiden Wellenräder 18, 20 und damit die beiden Getriebewellen 8, 22 werden durch eine erste Riemenanordnung 30 mechanisch miteinander gekop- pelt. Die erste Riemenanordnung 30 umfasst vier gleiche, nebeneinander angeordnete Getrieberiemen 32. Der Durchmesser des ersten Wellenrades 26 ist größer als der Durchmesser des zweiten Wellenrades 28.
Die zweite Getriebestufe umfasst ein drittes Wellenrad 34, das an dem den zwei- ten Lagerbock 20 durchsetzenden Ende 24 der zweiten Getriebewelle 22 montiert ist. Über eine zweite Riemenanordnung 36 mit einem einzigen Getrieberiemen 32 ist das dritte Wellenrad 34 mit einem vierten Wellenrad 38 mechanisch gekoppelt. Das vierte Wellenrad 38 ist auf einer dritten Getriebewelle 40 angeordnet, die parallel und axial versetzt zu der zweiten Getriebewelle 22 in einem dritten und einem vierten Lagerbock 42, 44 gelagert ist. Der Durchmesser des dritten Wellenrades 34 ist größer als der Durchmesser des zweiten Wellenrades 28 und größer als der Durchmesser des vierten Wellenrades 38. Die dritte Getriebestufe umfasst ein fünftes Wellenrad 46, das zwischen dem drit ten und vierten Lagerbock 42, 44 auf der dritten Getriebewelle 40 montiert ist. Über eine dritte Riemenanordnung 48 mit einem einzigen Getrieberiemen 32 ist das fünfte Wellen- rad 46 mit einem sechsten Wellenrad 50 mechanisch gekoppelt. Das sechste Wellenrad 50 ist auf einer vierten Getriebewelle 52 angeordnet, die parallel und axial versetzt zu der dritten Getriebewelle 40 in dem vierten 42 und einem fünften Lagerbock 54 gelagert ist. Der Durchmesser des fünften Wellenrades 46 ist größer als der Durchmesser des vierten Wellenrades 38 und größer als der Durchmesser des sechsten Wellenrades 50.
Die vierte Getriebestufe umfasst ein siebtes Wellenrad 56, das zwischen dem vier- ten und fünften Lagerbock 44, 54 auf der vierten Getriebewelle 52 montiert ist. Über eine vierte Riemenanordnung 58 mit einem einzigen Getrieberiemen 32 ist das siebte Wellenrad 56 mit einem achten Wellenrad 60 mechanisch gekoppelt. Das achte Wellen- rad 60 ist auf einer fünften Getriebewelle 62 angeordnet, die parallel und axial versetzt zu der vierten Getriebewelle 52 in dem vierten und fünften Lagerbock 44, 54 gelagert ist. Die fünfte Getriebewelle 62 führt als Generatorwelle in den Generator 12. Der Durchmesser des siebten Wellenrades 56 ist größer als der Durchmesser des sechsten Wellenrades 50 und größer als der Durchmesser des achten Wellenrades 60.
Zur Verdeutlichung der Größenverhältnisse ist in Fig. 2 ein Mensch 64 neben dem Generator 12 gezeigt. Die Plattform 4 ist zum Schutz der auf der Plattform 4 montierten Komponenten von einer nicht dargestellten Ummantelung umgeben. In Fig. Sind bei spielhafte Bemaßungen für die acht Wellenräder 26, 28, 34, 38, 46, 50, 56, 60 angege- ben:
Wellenrad Durchmesser in mm
Erstes - 26 2000
Zweites - 28 500
Drittes - 34 2000
Viertes - 38 500
Fünftes - 46 1500
Sechstes - 50 500 Siebtes - 56 1500
Achtes - 60 500
Mit diesen Bemaßungen der acht Wellenräder 26, 28, 34, 38, 46, 50, 56, 60 ergibt sich eine Gesamtübersetzung des Riemengetriebes 10 von 1 :144. D. h. bei einer Dreh- geschwindigkeit der Rotorwelle 8 von 10 U/min dreht sich die Generatorwelle 62 mit einer Drehgeschwindigkeit von 1440 U/min. In allen Getriebestufen werden gleiche Ge- trieberiemen 32 eingesetzt.
Da der erste und der zweite Lagerbock 18, 20 nicht nur die erste Getriebestufe des Riemengetriebes 10 lagern, sondern auch den Rotor 6 mit Rotornabe 16 und Ro- torwelle 8, muss insbesondere bei Wartungsarbeiten dafür Sorge getragen werden, dass der Rotor 6 nicht abmontiert werden muss. Hierzu ist, wie in Fig. 5 dargestellt, eine U-förmige Rotorhaltevorrichtung 66 vorgesehen, die zwischen Rotornabe 16 und ers- tem Lagerbock 18 auf der Plattform 4 montiert ist. Mittels Bolzen oder Schrauben 68 kann damit der Rotor 6 vorübergehend an der Rotorhaltevorrichtung 66 und damit an der Plattform 4 befestigt werden.
Alternativ ist es auch möglich die Rotorhaltevorrichtung 66 in den ersten Lager- bock 18 zu integrieren.
Figuren 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit einem zwei- stufigen Riemengetriebe, so dass die dritte Getriebewelle 40 die Generatorwelle 40 auch die Generatorwelle ist. Ein weiterer Unterschied zwischen der ersten und der drit- ten Ausführungsform und den beiden anderen Ausführungsformen besteht darin, dass die erste Getriebestufe statt vier lediglich zwei parallel angeordnete Getrieberiemen 32 umfasst. Der wesentlich Unterschied zwischen den beiden ersten Ausführungsformen - Figuren 1 bis 5 - und der dritten Ausführungsform - Figuren 6 und 7 - besteht darin, dass die Lagervorrichtung 18, 20 für die erste Getriebestufe zwischen dem Rotor 6 und dem ersten und zweiten Wellenrad 26, 28 angeordnet ist. Weiter ist die Lagervorrich- tung für die zweite Getriebestufe mit drittem und viertem Lagerbock 42, 44 zwischen dem Generator 12 und dem dritten bzw. viertem Wellenrad 34, 38 angeordnet. Das zweiteilige erste Wellenrad 26 und das zweiteilige zweite Wellenrad 28 sowie das dritte und vierte Wellenrad 34, 38 sind zwischen den dem zweiten Lagerbock 20 und dem dritten Lagerbock 42 angeordnet. Die zweite Getriebewelle 33, die die beiden Getriebe- Stufen verbindet und auf der das zweiteilige zweite Wellenrad 28 und das dritte Wellen- rad 34 angeordnet sind, ist zwischen dem zweiteiligen zweiten Wellenrad 28 und dritten Wellenrad 34 mit einer Kupplungsvorrichtung 70 versehen, die in Fig. 6 geschlossen und in Fig. 7 in geöffnetem Zustand dargestellt ist. In geöffnetem Zustand lassen sich die Getrieberiemen 32 auf einfache Weise tauschen.
Die dritte Getriebewelle 40, die gleichzeitig Generatorwelle ist, ist zwischen dem vierten Lagerbock 44 und dem Generator 12 ebenfalls mit einer Kopplungsvorrichtung 70 versehen, so dass sich der Generator 12 auf einfache Weise vor Ort, da heißt im Turm mit der dritten Getriebewelle 40 verbinden lässt.
Bezugszeichenliste
Turm
oberes Ende von 1
unteres Ende von 1
Plattform
Rotor
Rotorwelle, erste Getriebewelle
Riemengetriebe
Generator
Rotorblätter
Rotornabe
erster Lagerbock
zweiter Lagerbock
zweite Getriebewelle überstehendes Ende von 22 erstes Wellenrad
zweites Wellenrad
erste Riemenanordnung
Getrieberiemen
drittes Wellenrad
zweite Riemenanordnung viertes Wellenrad
dritte Getriebewelle
dritter Lagerbock
vierter Lagerbock
fünftes Wellenrad dritte Riemenanordnung
sechstes Wellenrad
vierte Getriebewelle
fünfter Lagerbock
siebtes Wellenrad
vierte Riemenanordnung
achtes Wellenrad
fünfte Getriebewelle, Generatorwelle Mensch
Rotorhaltevorrichtung
Bolzen, Schrauben an 66
Kupplungsvorrichtung

Claims

Ansprüche
1. Windkraftanlage zur Erzeugung von elektrischer Energie, mit
einem Turm (1 ), der ein oberes und ein unteres Ende (2, 3) aufweist, einer an dem oberen Ende (2) des Turms (1 ) drehbar angeordneten Plattform (4),
einem auf der Plattform montierten Rotor (2) mit einer Rotorwelle (8), einem Riemengetriebe (10), das auf der Plattform (4) montiert ist,
wobei das Riemengetriebe (10) eine erste Getriebewelle (8) mit einem ersten Wellenrad (26) und eine zweite Getriebewelle (22) mit einem zweiten Wellenrad (28) umfasst,
wobei die beiden Wellenräder (26,28) über eine erste Riemenanordnung (30) mechanisch miteinander gekoppelt sind,
wobei der Durchmesser des ersten Wellenrades (26) größer ist als der
Durchmesser des zweiten Wellenrades (28), und
wobei die beiden Getriebewellen (8, 22) in einer Lagervorrichtung (18, 20) gelagert sind, und
wobei die beiden Lagervorrichtung (18, 20) auf der Plattform (4) befestigt ist, und einem Generator (12), der auf der Plattform (4) montiert und über das Riemengetriebe (10) mechanisch mit dem Rotor (6) gekoppelt ist,
wobei die erste Getriebewelle (8) des Riemengetriebes (10) die Rotorwelle (8) ist, so dass der Rotor (6) in der Lagervorrichtung (18, 20) gelagert ist.
2. Windkraftanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Lagervorrichtung (18, 20) zwischen dem Rotor (6) und den beiden Wellenrädern (26, 28) angeordnet ist.
3. Windkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervorrichtung (18, 20) einen ersten und einen zweiten Lagerbock (18, 20) umfasst.
4. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung zwischen Generator (12) und Riemengetriebe (10) lösbar ausgestaltet ist.
5. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Riemengetriebe (10) eine mechanische Getriebestufe umfasst.
6. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
dass das Riemengetriebe (10) wenigstens eine weitere Getriebestufe umfasst, die ein drittes und ein viertes Wellenrad (34, 38) aufweisen, die über eine zweite Riemenanordnung (36) mechanisch miteinander gekoppelt sind,
dass die zweite Getriebewelle (22) sich über die Lagereinrichtung (18, 20) hinauserstreckt (24),
dass das dritte Wellenrad (34) auf der zweiten Getriebewelle (22) angeordnet ist, dass das vierte Wellenrad (38) auf einer dritten Getriebewelle (40) angeordnet ist, die in einem dritten und vierten Lagerbock (42, 44) gelagert ist,
dass der Durchmesser des dritten Wellenrades (34) größer ist als der
Durchmesser des zweiten und vierten Wellenrades (28, 38), und
dass die dritte Getriebewelle (40) direkt oder über eine weitere Getriebestufe indirekt mit dem Generator (12) gekoppelt ist.
7. Windkraftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebewelle (22) zwischen dem zweiten und dritten Wellenrad (34, 38) mittels einer Kupplungseinrichtung (70) teilbar ist.
8. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Riemenanordnungen (30, 36, 48, 58) Getrieberiemen (32) umfasst, die mit Noppen oder Zähnen und komplementären Ausnehmungen auf den Wellenrädern (26, 28, 38, 46, 50, 60) oder mit Noppen oder Zähnen auf den Wellenrädern (26, 28, 38, 46, 50, 60) mit komplementären Ausnehmungen an den Getrieberiemen (32) versehen sind.
9. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest die Riemenanordnung (30) der ersten
Getriebestufe eine Mehrzahl von parallel nebeneinander angeordneten
Getrieberiemen (32) umfasst.
10. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung zur Kühlung des Riemengetriebes (10).
11. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Getrieberiemen (32) wenigstens teilweise aus hochzugfestem faserverstärktem Kunststoff, Stahl, Aluminium oder Titan bestehen.
12. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wellenräder (26, 28, 38, 46, 50, 60) wenigstens teilweise aus hochzugfestem faserverstärktem Kunststoff, Stahl, Aluminium oder Titan bestehen.
13. Windkraftanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkten Kunststoffe Carbon- oder Kevlarfasern aufweisen.
14. Windkraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Rotor (6) eine Rotornabe (16) aufweist, die mit der Rotorwelle (8) verbunden ist, und dass zwischen erstem Lagerbock (18) und der Rotornabe (16) eine Rotorhaltevorrichtung (66) angeordnet ist, die für Montage- und Wartungsarbeiten lösbar mit der Rotornabe (16) verbindbar ist.
PCT/EP2019/051020 2018-01-16 2019-01-16 Windkraftanlage mit riemengetriebe WO2019141715A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202018100231.7U DE202018100231U1 (de) 2018-01-16 2018-01-16 Windkraftanlage mit Riemengetriebe
DE202018100231.7 2018-01-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019141715A1 true WO2019141715A1 (de) 2019-07-25

Family

ID=65324326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/051020 WO2019141715A1 (de) 2018-01-16 2019-01-16 Windkraftanlage mit riemengetriebe

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE202018100231U1 (de)
WO (1) WO2019141715A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019119473A1 (de) * 2019-07-18 2021-01-21 Renk Aktiengesellschaft Triebstranganordnung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2224052A (en) * 1940-02-05 1940-12-03 Herbert G Irwin Wind power machine
DE4301342C1 (de) 1993-01-20 1994-04-14 Niesing Stahlbau Stahlschornst Naturkraftwerk mit stabilisierter Drehzahl
US20160169207A1 (en) 2013-07-08 2016-06-16 Vestas Wind Systems A/S Transmission for a wind turbine generator
DE202018102326U1 (de) 2018-04-25 2018-11-06 Peter Lutz Übersetzungsgetriebe sowie Windkraftanlage und elektrischer Antrieb für Fahrzeuge mit einem solchen Übersetzungsgetriebe

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2152963A (en) * 1936-10-26 1939-04-04 Herbert G Irwin Wind power machine
WO2014135095A1 (en) 2013-03-06 2014-09-12 Syngenta Participations Ag Dihydrobenzofuran derivatives as insecticidal compounds

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2224052A (en) * 1940-02-05 1940-12-03 Herbert G Irwin Wind power machine
DE4301342C1 (de) 1993-01-20 1994-04-14 Niesing Stahlbau Stahlschornst Naturkraftwerk mit stabilisierter Drehzahl
US20160169207A1 (en) 2013-07-08 2016-06-16 Vestas Wind Systems A/S Transmission for a wind turbine generator
DE202018102326U1 (de) 2018-04-25 2018-11-06 Peter Lutz Übersetzungsgetriebe sowie Windkraftanlage und elektrischer Antrieb für Fahrzeuge mit einem solchen Übersetzungsgetriebe

Also Published As

Publication number Publication date
DE202018100231U1 (de) 2019-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017107803B3 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
EP1619386B1 (de) Windkraftgetriebe für eine Windkraftanlage höherer Leistung
DE10134245A1 (de) Getriebe mit Leistungsaufteilung
AT516029B1 (de) Planetengetriebe für eine Windkraftanlage
EP2710259B1 (de) Windkraftgetriebe
DE102012206142A1 (de) Antriebsvorrichtung für einen Kraftwagen
DE10159973A1 (de) Getriebe für eine Windkraftanlage
EP3784925B1 (de) Übersetzungsgetriebe sowie windkraftanlage und elektrischer antrieb für fahrzeuge mit einem solchen übersetzungsgetriebe
WO2011088925A2 (de) Windenergieanlage mit einem oder mehreren rotorblättern
WO2019141715A1 (de) Windkraftanlage mit riemengetriebe
EP3491238B1 (de) Maschinenhaus für eine windenergieanlage sowie verfahren
DE102009016329A1 (de) Getriebe, insbesondere für eine Windenergieanlage, Antriebsstrang, welcher das Getriebe aufweist, sowie Kraftwerk und Kraftwerkspark
DE102009031214B4 (de) Achsgetriebe
DE102007037542B4 (de) Windenergieanlagengetriebe mit einer Inspektionsöffnung
DE102015219014A1 (de) Windkraftanlage
EP2677206A1 (de) Gehäuse für ein Getriebe
DE102009059671A1 (de) Generatoranordnung für eine Windenergieanlage
WO2015121487A1 (de) Windkraftanlage mit zugmittelkraftübertragung
WO2018134413A1 (de) Windkraftanlage
DE102013216334A1 (de) Drehmomentübertragendes Bauteil eines Getriebes
EP3767102A1 (de) Triebstranganordnung
DE102020125690A1 (de) Antriebssystem
DE102017207787B4 (de) Leistungsverzweigte Getriebeanordnung für Windkraftanlagen
DE102008038069A1 (de) Getriebe mit Leistungsverzweigung
DE102022102647B3 (de) Planetengetriebe und elektrischer Achsantriebsstrang

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19703640

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19703640

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1