CN104718678B - 一种用于在风力发电设备中引导线缆的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在风力发电设备中引导线缆的装置，其中，在至少一个其轮廓优选呈圆形的基体(3、5)上分布式地布置有用于至少一个线缆的多个穿过引导部(17)，其特征在于，所述穿过引导部(17)设有引导结构(27；38；39、41；43；48)，所述引导结构允许相应的线缆相对于所述穿过引导部(17)的环绕所述引导结构的部分运动。

Description

一种用于在风力发电设备中引导线缆的装置
技术领域
本发明涉及一种用于在风力发电设备中引导线缆的装置，其中，在至少一个其轮廓优选呈圆形的基体上分布式地布置有用于线缆的多个穿过引导部。
背景技术
为了将风力发电设备中所产生的能量导出以及为了其他运行目的(例如控制、监测等)，从机械室穿过高塔向下延伸的线缆必须通过如下方式引导，即，在所述线缆的运行运动中线缆不会发生损坏或者损伤，所述线缆作为线缆束从机械室下垂到高塔中。因为在常见的风力发电设备中，带有发电机单元(所述线缆束从所述发电机单元出发下垂到所述高塔中)的机械室在所述机械室被控制返回之前可以在运行中进行直至三次转动，所以所述线缆束必须通过如下方式引导，使得所述线缆虽然能够以悬挂在所述高塔内的线缆束一起运动，但是在这种情况下不彼此摩擦，使得不用担心绝缘损害。
为此，现有技术(例如参见WO 2011/151465A2)中将所述线缆彼此分别隔开，所述线缆从能转动的机械室出发以线缆束被引导至在高塔中不能转动地支承的基体并且引导穿过位于所述基体上的穿过引导部，其中，所述穿过引导部以彼此间隔开的方式布置，从而束内的所述线缆也彼此隔开。当所述束在机械室转动运动时扭转时，基本避免了所述线缆磨损的风险。但是，所述线缆的突然的方向变化(如它在所述束扭转时在所述基体的穿过引导部中的线缆出口的区域内所出现的那样)导致所述线缆局部过载和分离。
发明内容
鉴于这些问题，本发明的目的在于，提供一种引导装置，所述引导装置确保在线缆束转动运动时给予所述线缆尽可能好的保护。
根据本发明，上述目的通过一种如下的装置来实现，所述装置在其整体上具有本发明所述的特征。
因此，本发明的特征在于，所述穿过引导部设有引导结构，所述引导结构允许相应的线缆相对于所述穿过引导部的环绕所述引导结构的部分运动。由此避免了所述线缆在从所述穿过引导部中出来的出口处可能被迫发生一种折弯形式的突然方向变化，这是因为通过在所述穿过引导部内部提供的运动自由度可以实现逐渐的方向过渡。
在特别具有优点的实施例中，所述相应的引导结构具有环绕穿过的线缆的嵌件，所述嵌件在配属的穿过引导部中相对于所述基体可运动地支承。
在特别优选的实施例中，所述嵌件以环绕穿过的线缆的环形体的形式构成，其外侧形成凸形球面的一部分并且支承在所述穿过引导部的内侧的形成球形帽一部分的壁上。由此，针对所述线缆形成一种球形铰链式引导部，从而为所述线缆提供围绕任意轴线的倾斜可能性。
可供选择地，可能涉及如下布置，即，所述引导结构具有弹性体的、柔性地环绕容纳在所述穿过引导部中的线缆的环形体，所述环形体优选由合成橡胶材料制成。借助于一种套圈(Manschette)对所述线缆的这种引导能够以低开支实现并因此提供了一种非常低成本的解决方案。
根据另一种具有优点的实施例，所述引导结构具有用于穿过的线缆的转动支承部。
为此可以涉及具有特别优点的如下布置结构，即，所述转动支承部具有滚针轴承，所述滚针轴承的内圈环绕所述穿过的线缆，而其外圈固定在所述基体上。由此，能够以特别柔和的方式将穿过的线缆调设到相应于所述束的转动运动的转动位置中。
在一种可供选择的实施例中，所述引导结构具有能转动的辊体，所述辊体以如下方式布置，即，所述辊体形成相应的穿过引导部的线缆通道的侧向界定部。由此，针对穿过的线缆，在所述穿过引导部上提供了可运动的壁。
作为特别简单且低成本的解决方案，可以涉及如下布置结构，即，所述穿过引导部由形成基体的圆盘内的圆形开口而形成，其中，所述引导结构通过所述开口的壁的在两侧向外扩展所述开口的拱曲结构形成。因此，分别从所述穿过引导部出来的线缆能够以相对于所述基体平面的任意倾斜度适配。
在另一种变型实施例中，所述基体沿着其圆形轮廓具有并排设置的、在径向上向外敞开的容纳部，所述容纳部用于能嵌入其中并且能固定在其中的穿过引导部，其中，所述穿过引导部的通道能够打开以便实现置入相关线缆。这种实施例的显著特征在于特别易于安装，这是因为不需要索式元件穿引通过闭合的通道。由此，也可以在现有设备中实现简易的改装。
在特别具有优点的实施例中，所述穿过引导部为了实现所述通道的打开而由界定所述通道的开口的两个分体形成，所述分体能够在相应的容纳部中卡合在闭合所述开口的位置中。
所述分体可以构成为相同部件，所述相同部件分别形成索穿过引导部的半部。
为了实现所述穿过引导部在容纳部中更可靠的固定，在具有优点的实施例中，设置有环绕所述基体的周边并且贴靠在所述穿过引导部的处于径向外部的分体上的张紧带。
为了考虑在扭转所述线缆束时其长度缩短的情况，在特别具有优点的实施例中，至少一个基体与能够在配属的风力发电设备的高塔上转动的机械室连接，而至少另一个布置在下面的基体在所述高塔中是不能转动的并且能竖直运动地支承。
因此，具有特别优点地，可能涉及与此相关的布置结构，即，在所述能竖直运动的基体的边缘上在直径上彼此对置的部位上设置有径向上凸出的滑轮，所述滑轮在所述高塔内的垂直滑轨中引导。由此，所述基体相对于所述高塔以不能转动的方式支承，但是相应于所述线缆束的相应长度可以占据匹配的竖直位置。
附图说明
下面结合附图中所示的实施例对本发明进行详细阐述。
图1示出一种线缆束在很大程度上示意性简化的图示，所述线缆束从风力发电设备的机械室下垂到高塔中并且通过根据本发明的一种实施例的装置来引导；
图2示出一种相应于图1的图示，其中，所述线缆束以一种扭转的状态示出；
图3示出按照根据本发明的装置的一种实施例的基体的透视斜视图，其中，所述基体在高塔中是不能转动的并且以能竖直移动的方式支承；
图4示出所述基体相应于图3中的剖切线IV-IV的相对于图3放大显示的部分横截面；
图5示出所述基体按照根据本发明的装置的另一种实施例的透视斜视图；
图6以透视斜视图示出图5中的基体的横截面；
图7示出所述基体按照根据本发明的装置的另一种实施例的透视斜视图；
图8示出所述装置的另一种变型实施例的基体在透视斜视图中放大的并且横向剖开显示的部分图示；
图9示出根据本发明的另一种变型方案的基体的透视斜视图；
图10示出本发明的又一种变型实施例的基体的透视斜视图；
图11示出本发明的另一种实施例的类似于图3的透视斜视图；
图12示出图11的实施例的俯视图；
图13示出相应于图12中的剖切线XIII–XIII的剖面图示；
图14示出仅仅一个环形体在变型的两件式结构方式中的彼此分开的透视斜视图；
图15示出透视斜视图中所示的如下部分图示，其中仅仅示出了本发明的另一种变型实施例的基体和唯一的滑轨；
图16示出图15中的实施例相对于图15放大的并且在透视斜视图中的部分横截面；
图17和图18示出在图15和图16的示例中所设置的滑块的透视斜视图(从所示的滑块的背侧或前侧观察)；
图19示出本发明的另一种变型实施例的类似于图5和图10的透视斜视图；
图20示出图19中的实施例的分开地并且不带有所嵌入的穿过引导部地示出的基体的俯视图；
图21示出单个穿过引导部的相对于图19放大显示的透视斜视图；
图22示出在图21中所示的穿过引导部，其中，它的两个分体彼此被取下；以及
图23示出带有嵌入所述基体的容纳部中的穿过引导部的以图21和图22中所示的尺寸的透视部分视图，所述穿过引导部以在径向平面内被剖开的方式示出。
具体实施方式
在示出了根据本发明的引导结构的一种实施例的图1和图2中，示出了仅仅一个从机械室下垂到高塔中的线缆束1和根据本发明的引导装置的与所述线缆束1共同作用的部分。配属的风力发电设备的其他部件例如机械室、转子、高塔等等，由于它们可以是常规的结构方式，所以在现有附图中并未示出。所述线缆束1在上部基体3与下部基体5之间引导，所述上部基体3与未示出的能转动的机械室相连并且不能竖直运动，所述下部基体5在(未示出的)高塔上是不能转动的但是能竖直运动地支承。
为此目的，在所述下部基体5的直径上彼此对置的部位上布置有各一对滑轮7，所述各对滑轮7在竖直方向上彼此错开并且在滑轨9中引导，所述滑轨9固定在高塔上并且沿竖直方向延伸。在图1中所述线缆束1处于未扭转的伸展状态，而图2示出如下状态，在该状态中，机械室并因此上部基体3已扭转，从而线缆束1是扭转的或者绞纽的。基于线缆长度由于扭转所引起的缩短，在图2中下部基体5为了长度补偿而沿着所述滑轨9竖直向上移动。上部基体3的结构方式可以相应于下部基体5的结构方式，除了在下部基体5上安设有带有配属的支架的滑轮7以外。
图3和图4示出按照根据本发明的装置的第一种实施例的基体5的结构方式的更详细的细节。所述基体5具有盘片11形式的中间体，以中间件为出发点(中央开口13位于所述中间件中)，所述盘片11具有径向向外延伸的幅板15(参见图4)，所述幅板15在其之间空出用于穿过引导部17的空间，其中在本示例中八个穿过引导部17分布式地布置在一个圆周线上。所述穿过引导部17在所述幅板15之间分别由从两侧固定在盘片11上的扇形体19形成，所述扇形体19无缝隙地彼此贴碰并且以其圆弧形的周向边缘赋予所述基体5圆形轮廓。由此，所述扇形体19形成环形结构，在所述环形结构中，彼此贴靠的扇形体19彼此撑紧，围绕所述结构的外周环绕有张紧带21，所述张紧带21能够借助于张紧锁23拉紧。
如可以从图4中最清楚地获知的那样，所述扇形体19在其界定所形成的穿过引导部17的通道的壁25上具有凸形拱曲结构，所述凸形拱曲结构形成球形帽的一部分。环绕穿过相应的穿过引导部17的线缆的嵌件具有环形体27的形状，其外侧形成凸形球面29的一部分(参见图4)，利用所述凸形球面29，所述环形体27贴靠在所述扇形体19的凹形拱曲的壁25上。由此，形成所述嵌件的环形体27球形铰链式地支承在相应的基体3、5上，从而穿过所述穿过引导部17的线缆能相对于所述基体3、5的平面以任意倾斜度呈现以及可以与所述嵌件(环形体27)一起扭转。
图5和图6示出另一种实施例，该实施例与前面所描述的实施例的主要区别在于，设置有盘片31，所述盘片31并非像前面描述的实施例的盘片11中的情形那样星形地构造，而是以其外边缘33自身形成所述基体3、5的圆形周边。除中央开口13之外，为了形成穿过引导部17而设置有盘片31的其他开口。如前面所描述的示例中那样，所述穿过引导部17的引导结构分别由环形体27形式的嵌件形成，其外侧又是球面29的一部分。
代替前面所描述的示例中设置的扇形体19，在图5和图6中的示例中，环形元件35安设在所述盘片31的下侧和上侧上，所述环形元件35又像图3和图4中的扇形体19那样在内侧具有凹形拱曲的壁37，从而所述环形体27又球形铰链式地支承。在该实施方式中，没有设置环绕盘片31的周向边缘33的张紧带。另一区别在于，在盘片31的中央开口13中同样可以根据需要构成穿过引导部17，因为具有球冠形拱曲的内壁37的环形元件35也位于该开口13上，从而球形铰链式引导结构可以通过嵌入的环形体27形成。
图7示出另一种变型实施例，其中，同样设置有带有确定圆形轮廓的外部边缘33的盘片31。在为所述穿过引导部17设置的开口中，作为引导结构嵌入各一个橡胶环38。由此，穿过的线缆在弹性体的套圈中柔性地引导，从而线缆能够以相对于盘片31的平面期望的倾斜度适配。
在图8中所示的另一种实施例中，其中同样设置有带有圆周边缘33的盘片31，所述穿过引导部17的引导结构分别由用于线缆束的转动支承部形成，其中，设置有滚针轴承，其外圈39固定在盘片31上而其内圈41环绕相关的线缆束。
在图9中示出的另一种变型实施例同样设置了盘片31，所述盘片31以其边缘33限定所述基体3、5的圆形周边。为穿过引导部17在盘片31中形成三角形的开口，沿着其三角边在盘片31的上侧和下侧上通过如下方式布置有能转动的辊体43，即，辊表面形成用于相应穿过的线缆的贴靠面。这样构造的引导结构向所穿过的线缆同样提供了相对于所述基体3、5的其余部分相对运动的可能性。
最后，图10示出一种实施例，所述实施例的特征在于一种特别简单的结构方式。在这种情况下，所述基体3、5的单件式主体组件是圆形板45，所述圆形板45具有用于穿过引导部17的圆形开口47。用于所穿过的线缆的引导结构在这种情况下通过所述开口47的壁的特定造型形成，即通过如下拱曲结构49形成，所述拱曲结构49使得所述开口47分别向外扩展并因此对穿过的线缆来说能够在从所述开口出来的出口处实现预先给定的倾斜度。
所述基体3、5的细节在图2至图8和图10中分别借助于所述基体5进行了描述，设有滑轮7的所述基体5不能转动地布置在能够与所述机械室一起转动的基体3之下，不言而喻的是，不带有侧向滑轮7(如图9中示例性示出的那样)的基体的所有描述的结构方式也可以用作上部的基体3。
图11至图13示出另一种实施例，其中，所述基体5由两个相同的、彼此叠置地布置的盘片51形成。所述盘片51形成在一侧开缝的星形体，从而布置在所述盘片51的周围边缘区域内的穿过引导部17经由缝隙53(未用数字标明所有的)朝向外部敞开。
图14示出所述环形体27的一种变型实施方式。如图所示，所述环形体27由两个相同地构成的环形半部55形成，所述环形半部55能够彼此连接并且在连接面上具有突出的榫头57和配属给其的配合孔59。
只要上面谈到所述基体3、5中的穿过引导部17，就意味着不仅布置在所述基体内部的穿过引导部而且更合适地是那些布置在边缘侧的穿过引导部(未示出)具有如下线缆引导部，所述线缆引导部具有相对于公知的刚性引导方案的其他的自由度。只要所述基体在所述穿过引导部的区域内在边缘侧是开缝的，那么就这方面而言线缆容纳可以从侧向经由缝隙容纳部实现。
图15至图18示出另一种实施例，其中，如图10中那样，所述基体5通过圆形板45形成。不同于图10的是，所述板45并非借助于成对的滑轮7能在滑轨9上移动地引导，而是每对滑轮7都被滑块71替换，所述滑块71的造型从图17和图18中清楚可见。所述滑轨9(在图15和图16中仅仅示出其中一个滑轨)构成为C型轮廓轨道，而不同于图3所示的示例，在图3所示的示例中，滑轨9以U型轮廓的形式设置。单件式地由塑料材料喷塑模制而成的滑块71具有前面的滑座73和后面的引导件75。后者形成平行的引导面77，利用所述引导面，所述滑块71在滑轨9的C型轮廓的开口缝隙中引导。此外，所述引导件75用作固定件，所述固定件具有螺纹孔79，所述螺纹孔79贯穿至所述滑座73的前侧并且在扩展的六边形开口81中结束，固定螺栓83的六边形头能够埋入式地容纳在所述六边形开口81中。利用这些固定螺栓，如能从图16中最清楚地得知的那样，相应的滑块71与保持架85拧紧，所述保持架85由角板形成，并且自身与板45拧紧。
如图17和图18所示，所述滑块71在前侧上具有凸形拱曲的滑面87(图18)并且在背侧上相应地具有凸形拱曲的滑面89(图17)，利用这些滑面，所述滑块71在所述滑轨9的C形轮廓的内壁上引导。所述滑面87和89的这种拱曲部能够实现所述板45的斜置，以便允许置入所述穿过引导部17中的线缆的有条件的倾斜牵引，而不发生歪斜。
图19至图23示出本发明的另一种实施例，所述实施例与前面所描述的示例的主要区别在于，所述穿过引导部17通过如下方式构成，即，能够打开其形成用于索式元件的通道的开口47。此外，所述穿过引导部17通过如下方式布置在所述基体5的周边区域上，使得在所述开口47的敞开状态下，在所述开口47闭合之前能够从所述基体5的外侧置入索式元件。
在图19中示出这种没有置入的索式元件的实施例，穿过引导部17处于闭合状态中，所述穿过引导部17沿着所述基体5的周边区域布置，其中，整体单元以图3的示例中所示的相应方式通过围绕外侧的张紧带21保持在一起。在本示例中，所述张紧带21能够借助于快速张紧锁22无需工具地闭合或者打开。
图20在分开的图示中示出所述基体5而不带有置入的穿过引导部17。所述基体5以星形体的形式构成，所述星形体优选由金属压铸合金制成。所述基体5具有置于内部的、非圆形的环形元件24(在此是八面体的形式)，在其八个角部18中，各一个突出部26在径向方向上从环形元件24的中心延伸出。所述突出部26在大的整体上三角形地带有各两个从所述角部18伸出的臂28。这些臂在其处于径向外部的端部上和中间区域内分别通过横梁30彼此连接。两个彼此相邻的突出部26的臂28相对于彼此平行延伸并且在其自身与环形元件24之间界定出用于能够嵌入其中的穿过引导部17的容纳部32。
图21至图23示出所述穿过引导部17的更加详细的细节。这些穿过引导部由两个分体34组成，所述分体构成为相同部件并且由塑料喷塑模制而成。每个分体34形成一个卡箍，所述卡箍在图21所示的闭合状态中界定形成索式通道的开口47的半部。在闭合状态中，如图22所示，榫头36和孔40在相应的接触面上彼此接合。由此形成用于补偿制造公差的相互引导。在两侧上(所述两侧在所述分体34的置入容纳部32的功能位置中面向所述臂28)，所述分体34形成各一个通道42(参见图21)，所述通道通过引导条44在侧向上界定。在将所述穿过引导部17***所述容纳部32时，所述基体5的突出部26的相应的臂28容纳在该通道42中。所述引导条44的端部上的斜面46使得所述穿过引导部17推移到所述臂28上变得容易。在每一个通道42的内部，在每一个分体34上成型有柔性的卡位舌48。向外突出的卡位鼻50位于所述卡位舌48的可运动的自由端部附近。所述卡位鼻50如图20中且尤其如图23中清楚可见的那样是为了与卡位槽62共同作用而设置，所述卡位槽位于所述基体5的突出部26的臂28上。在其他侧(其在图21中位于上部和下部，而在图22中位于侧向)上，为了嵌接所述基体5的环形元件24同样形成有通道64，所述通道64通过肋片结构66(参见图22)在侧向上界定。
在这种构造方式中，为了装入所述穿过引导部17，能够将分体34推到相关的臂28上，其中，该分体34与相邻于所述环形体24的卡位槽62卡合并因此已经得以固定以免滑落。现在，能够容易地从外部置入索式元件，之后将第二分体34推移到所述臂28上，以便闭合所述开口47，其中，在外部的卡位槽62上实现了卡合，从而确保所述索式元件不会从容纳部32中滑出。现在，为了最终固定所形成的单元，围绕外侧设置的张紧带21能够借助于快速张紧锁22张紧。如图19所示，在本实施例中，为了在高塔的滑轨9中引导而设置的滑轮7不同于上面所描述的示例，不与所述基体5相连，而是安设在所述张紧带21上。

Claims (14)

1.一种用于在风力发电设备中引导线缆的装置，其中，在至少一个基体(3、5)上分布式地布置有用于至少一个线缆的多个穿过引导部(17)，其中，所述穿过引导部(17)设有引导结构(27；38；39、41；43；48)，所述引导结构允许相应的线缆相对于所述穿过引导部(17)的环绕所述引导结构的部分运动，滑轮(7)在高塔中的垂直滑轨(9)中引导，其特征在于，所述基体(5)沿着其圆形轮廓具有并排设置的、在径向上向外敞开的容纳部(32)，穿过引导部(17)能嵌入所述容纳部中并且穿过引导部能固定在所述容纳部中，设置有张紧带(21)，所述张紧带使所述穿过引导部(17)固定在容纳部(32)中、环绕所述基体(5)的周边并且贴靠在所述穿过引导部(17)的处于径向外部的分体(34)上，并且径向上凸出的所述滑轮(7)在直径上彼此对置的侧上安设在环绕能竖直运动的基体(5)的周边的张紧带(21)上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，相应的所述引导结构具有环绕穿过的线缆的嵌件(27)，所述嵌件在配属的穿过引导部(17)中相对于所述基体(3、5)能运动地支承。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述嵌件以环绕穿过的线缆的环形体(27)的形式构成，其外侧形成凸形球面(29)的一部分，利用所述凸形球面(29)，所述嵌件在所述穿过引导部(17)的内侧上在形成球形帽的一部分的壁(25)上支承。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述引导结构具有弹性体的、柔性地环绕容纳在所述穿过引导部中的线缆的圈(38)。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述引导结构具有用于穿过的线缆的转动支承部(39、41)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述转动支承部具有滚针轴承，所述滚针轴承的内圈(41)环绕所述穿过的线缆，而所述滚针轴承的外圈(39)固定在所述基体(3、5)上。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述引导结构具有能转动的辊体(43)，所述辊体布置在所述基体(3、5)上，使得所述辊体形成相应的穿过引导部(17)的通道的侧向界定部。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述穿过引导部(17)由形成所述基体(3、5)的圆形板块(45)内的圆形开口(47)形成，且所述引导结构通过所述开口(47)的壁的在两侧向外扩展所述开口的拱曲结构(49)形成。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述穿过引导部的通道(47)能够被打开以便实现置入相关线缆。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述穿过引导部(17)为了实现所述通道的打开由两个界定所述通道的开口(47)的分体(34)形成，所述分体能够在相应的容纳部中卡合在闭合所述开口(47)的位置中。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述分体(34)构成为相同部件。
12.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少一个布置在下面的基体(5)在所述高塔中不能转动并且能竖直运动地支承，而至少另一个基体(3)与能够在配属的风力发电设备的高塔上转动的机械室连接。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基体(3、5)的轮廓呈圆形。
14.根据权利要求4所述的装置其特征在于，所述圈(38)由合成橡胶材料制成。
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