AT403189B

AT403189B - Rotorlager

Info

Publication number: AT403189B
Application number: AT0183394A
Authority: AT
Original assignee: Hehenberger Gerald Dipl Ing
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1997-11-25
Also published as: ATA183394A

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotorlager für einen mit einer Antriebswelle verbundenen Rotor einer Antnebsquelle, insbesondere für Windkraftanlagen, das einen mit einem ortsfesten Auflager verbundenen Aussenring und einen Innenring aufweist, zwischen denen Walzkörper aufgenommen sind.

Meist sind Windkraftanlagen folgendermassen aufgebaut : Eine Rotorwelle wird mittels zweier Lager in einem Lagerbock geführt. Am einen Ende dieser Rotorwelle ist die Rotornabe mit einer Schraubenverbindung befestigt. Das andere Ende der Rotorwelle weist beispielweise eine Schrumpfverbindung oder eine Keilwellenverbindung zur Drehmomentübertragung zwischen Rotorwelle und Getriebe auf.

Eine andere, bekannte Ausführungsform besteht aus einer sich nicht drehenden Trägerhohlwelle, auf der die Nabe drehbar gelagert ist. Das Antriebsdrehmoment wird durch eine in diesem Fall nicht durch Querkräfte belastete Welle, die koaxial in der Trägerhohlwelle läuft, von der Nabe auf das Getriebe übertragen. Die Wellen/Getriebe-Verbindung ist beispielsweise als Schrumpfverbindung, die Naben/Wetten- Verbindung beispielsweise als Bolzenkupplung ausgeführt.

Die Anteile der Rotorwelle einschliesslich Lagerung und Lagerbock bzw. Trägerhohlwelle bezüglich der Kosten und des Gewichtes der Anlage sind beträchtlich.

Für beide oben beschriebenen Varianten ist der Anteil an den Gesamtkosten der Windkraftanlage jeweils ca. 7%, der Anteil am Gesamtgewicht der Windkraftanlage ohne Turm jeweils ca. 15%.

Der hohe Gewichtsanteil beeinflusst in weiterer Folge auch die Dimensionierung der im Kraftfluss nachgelagerte Teile bis hin zum Turm und zum Fundament negativ.

Aus den DE 3 609 781 A 1. CH 482 938 A, CH 350 154 A, GB 645 401 A und FR 956 223 A sind verschiedene Formen von Wälzlagern bekannt, wobei In einigen dieser Schriften der Aussenring mit einem ortsfesten Auflager und der Innennng mit einer Welle verbunden ist.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, sowohl die Kosten als auch das Gewicht der Rotornaben/GetriebeVerbindung zu verringern.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemässen Rotorlager dadurch, dass der Innenring unmittelbar einerseits mit dem Rotor und anderseits mit der Antriebswelle verbunden ist.

Die sich dadurch gegenüber dem Stand der Technik ergebenden Vorteile zeigt überschlägig die folgende Tabelle :
EMI1.1

<tb>
<tb> Kostenanteil <SEP> an <SEP> Gesamtkosten <SEP> Gewichtsanteil <SEP> am <SEP> Gesamtgewicht
<tb> der <SEP> Anlage <SEP> [%] <SEP> der <SEP> Anlage <SEP> (ohne <SEP> Turm) <SEP> [%]
<tb> Stand <SEP> d. <SEP> Technik <SEP> t) <SEP> 7 <SEP> 15
<tb> Erfindung") <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> Differenz <SEP> 4 <SEP> 12
<tb>
*) Rotorwelle, Lager, Lagerbock, Verbindung Rotornabe/Rotorwelle und Rotorwelle/Getriebe bzw.

Rotorwelle, Lager, Trägerhohlwelle, Verbindung Rotornabe/Rotorwelle und Rotorwelle/Getriebe -) Rotorlager gemäss vorliegender Erfindung
Zusammenfassend kann durch die vorliegende Erfindung gegenüber dem Stand der Technik eine Kostenreduktion von etwa 57% und eine Gewichtsreduktion für die Anlage (ohne Turmgewicht) von etwa 80% erzielt werden, soweit die Lagerung betroffen ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform einer Windkraftanlage gemäss dem Stand der Technik, Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer Windkraftanlage gemäss dem Stand der Technik, Fig. 3 eine Ausführungsform eines Rotorlagers gemäss vorliegender Erfindung, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Rotorlagers gemäss vorliegender Erfindung und Fig. 5 teilweise eine Windkraftanlage mit einem Rotorlager gemäss vorliegender Erfindung.

Fig. 1 zeigt die bel Windkraftanlagen am häufigsten verwendete Ausführungsform. Eine Rotorwelle 1 ist mittels zweier Lager 2, 3 in einem Lagerbock 4 gelagert. An dem einen Ende dieser Rotorwelle 1 ist eine Rotornabe 5 mittels einer Schraubenverbindung befestigt, das andere Ende der Rotorwelle 1 Ist zur Drehmomentübertragung zwischen der Rotorwelle 1 und einem Getriebe 6 mit einer Keilwellenverbindung ausgeführt.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Standes der Technik. Diese besteht aus einer sich nicht drehenden Trägerhohlwelle 7, auf der die Rotornabe 8 mittels Lagern 9, 10 drehbar gelagert ist. Das Antriebsdrehmoment wird mittels einer in diesem Fall nicht durch Querkräfte belasteten Welle 11. die koaxial in der Trägerhohlwelle 7 läuft, von der Rotornabe 8 auf das Getriebe 12 übertragen. Die Wellen/Getriebe-Verbindung ist hier als Schrumpfverbindung, die Naben/Wellen-Verbindung als Bolzenkupplung ausgeführt.

Flg. 3 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Rotorlager besteht aus einem Aussenring 13. einem Innenring 14 und einer vom Lagerdurchmesser und von der Belastung abhängigen Anzahl von Wälzkörpern 15. Der Innenring 14 ist im Gegensatz zu herkömmlichen Lagern bzw. Drehkränzen vergrössert und an seiner Innenseite mit einer Keilwellenverzahnung 16 versehen. Der Innenring 14 ist auf nicht dargestellte Weise mit einer Rotornabe verbunden, z. B. verschraubt.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Rotorlager besteht hier ebenfalls aus einem Aussennng 13, einem Innenring 14 und einer vom Lagerdurchmesser und der Belastung abhängigen Anzahl von Wälzkörpern 15. Die Drehmomentübertragung zwischen der mit dem Innenring 14 verbundenen Rotornabe und der Getriebeantriebswelle 17 erfolgt mittels einer Bolzenkupplung 18. Diese Bolzenkupplung 18 besteht aus mehreren mit dem Innenring 14 verschraubten Bolzen 19 und einer mit der Getriebeantriebswelle 17 verbundenen Lochscheibe 20.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform einer teilweise dargestellten Windkraftanlage unter Verwendung eines Rotorlagers gemäss vorliegender Erfindung ist die Rotornabe 21 mit dem Innenring 14 des Rotorlagers verschraubt. Der Aussenring 13 des Rotorlagers ist mit dem Gehäuse eines Getriebes 22 verschraubt. Die Getriebeantriebswelle 23 ist mit dem Innenring 14 des Rotorlagers mittels einer Keilwelle verbunden. Durch diese Anordnung wird das Antriebsdrehmoment direkt von der Rotornabe 21 über den Lagerinnenring 14 in die Antriebswelle 23 eingeleitet.

Claims

Patentansprüche 1. Rotorlager für einen mit einer Antriebswelle verbundenen Rotor einer Antriebsquelle, insbesondere für Windkraftanlagen, das einen mit einem ortsfesten Auflager verbundenen Aussenring und einen Innenring aufweist, zwischen denen Walzkörper aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Innen- ring (14) unmittelbar einerseits mit dem Rotor (21) und anderseits mit der Antriebswelle (17,23) verbunden ist.
2. Rotorlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenring (13) am Gehäuse eines Getriebes (22) angeschraubt ist.
3. Rotorlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (21) mit dem Innenring (14) verschraubt ist.
4. Rotorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (23) über eine Keilwellenverbindung (16) mit dem Innenring (14) verbunden ist.
5. Rotorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (17) über eine Bolzenkupplung (18, 19, 20) mit dem Innenring (14) verbunden ist.
6. Rotorlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (17, 23) die Antriebswelle eines Getriebes (22) ist.