DD299200A5 - DEVICE FOR POSITIONING THE ROTOR HEAD OF A WIND POWER PLANT - Google Patents

Abstract

Um den bei Windkraftanlagen auf einem Mast angeordneten, um eine vertikale Achse verdrehbaren Rotorkopf in jede definierte Position drehen, bei Verhinderung eines wilden Schwingens die Drehbewegung freigeben und in jeder Position die Drehbewegung blockieren zu koennen, sind die zueinander verdrehbaren Teile ueber mehrere entsprechend ansteuerbare, hydraulische Stellzylinder verbunden, die einerseits einzeln oder gemeinsam verdrehbar auf einer Kurbel gelagert und andererseits an rotationssymmetrisch um die Drehachse angeordneten Punkten angelenkt sind. Fig. 1{Windkraftanlage; Rotorkopf, positionieren; Kurbel; Stellzylinder, hydraulisch; Zu- und Abfluszregelung}In order to turn the arranged in wind turbines on a mast to rotate a vertical axis rotatable rotor head in any defined position, release the rotation in preventing a wild swing and be able to block the rotational movement in any position, the mutually rotatable parts over several accordingly controllable, hydraulic Actuating cylinder connected, on the one hand individually or jointly rotatably mounted on a crank and on the other hand are articulated to rotationally symmetrical about the axis of rotation arranged points. Fig. 1 {wind turbine; Rotor head, position; Crank; Actuating cylinder, hydraulic; Inflow and outflow control}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Einrichtung zum Positionieren des Rotorkopfes einer Windkraftanlage.Device for positioning the rotor head of a wind turbine.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Positionieren eines auf einem um seine vertikale Achse verdrehbaren Mast bzw. auf einem Mast um eine vertikale Achse verdrehbar angeordneten Rotorkopfes einer Windkraftanlage.The invention relates to a device for positioning a rotatable on its vertical axis about a mast or on a mast about a vertical axis rotatably arranged rotor head of a wind turbine.

Eine Positionierung des Rotorkopfes einer Windkraftanlage ist erforderlich, um den Rotorkopf optimal bezüglich der jeweiligen Windrichtung einstellen zu können.A positioning of the rotor head of a wind turbine is required in order to adjust the rotor head optimally with respect to the respective wind direction.

Es sind viele derartige Einrichtungen bekannt, bei denen meist mittels Elektromotors und unterschiedlichster Getriebe die Positionierung des Rotorkopfes vorgenommen wird.Many such devices are known in which the positioning of the rotor head is usually carried out by means of an electric motor and a wide variety of gears.

Bei allen diesen Einrichtungen ist es sehr aufwendig oder gar unmöglich, ein Spiel zu verhindern, die Drehbewegung freizugeben und ein Aufschaukeln bei wechselnden Windrichtungen nach Freigabe der Drehbewegung zu verhüten.In all these devices, it is very complicated or even impossible to prevent a game, release the rotational movement and prevent rocking in changing wind directions after release of the rotational movement.

Aus der DE-PS 3008379 ist eine Windenergieanlage mit einem auf einem Mast um eine vertikale Achse verschwenkbaren Rotorkopf, der eine wenigstens angenähert horizontale Rotorachse hat, mit einer indirekt wirkenden Einrichtung zum Positionieren des Kopfes in den Wind und mit einer Feststellbremse für den Rotorkopf bekannt, bei der am festen Mast in horizontalem Abstand von der Kopfschwenkachse wenigstens eine Schubzange mittels eineo längenveränderbaren Verbindungsgliedes angelenkt ist, deren Zange an einem mit dem Rotorkopf fest verbundenen und zu dessen Schwenkachse achsensenkrechtem scheibenförmigem Glied außerhalb der Schwenkachse radial von außen angreifend festklemmbar ist.From DE-PS 3008379 a wind energy plant with a rotatable about a vertical axis on a mast rotor head, which has an at least approximately horizontal rotor axis, with an indirectly acting device for positioning the head in the wind and with a parking brake for the rotor head, at the fixed mast at a horizontal distance from the head pivot axis at least one pliers is articulated by means of a variable length connecting member, the forceps on a firmly connected to the rotor head and the axis of rotation achsenenkrechtem scheibenförmigem member outside the pivot axis is radially clamped attacking from the outside.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß die Zangen und das scheibenförmige Glied einem erheblichen Verschleiß unterliegen und keine Möglichkeit besteht, bei Freilauf auf ein Schwingen um die vertikale Achse Einfluß zu nehmen, z. B. ein Aufschaukeln bei ungünstigen Winden zu vorhindern.A disadvantage of this solution is that the pliers and the disc-shaped member are subject to considerable wear and there is no possibility to take freewheel on a swing around the vertical axis influence, for. B. to prevent rocking in unfavorable winds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine funktionssichere, d. h. eine ein Nachführen in jede definierte Position gewährleistende, bei Freigabe der Drehbewegung ein wildes Schwingen um die vertikale Achse verhindernde und ein Feststellen in jeder Position erlaubende Einrichtung zum Positionieren des Rotorkopfes einer Windkraftanlage zu schaffen.The invention is based on the object, a functionally reliable, d. H. to provide a tracking in any defined position, upon release of the rotational movement to prevent wild swinging about the vertical axis preventing and locking in any position permitting means for positioning the rotor head of a wind turbine.

Erfindungsgemäß sind mehrere rotationssymmetrisch um die vertikale Drehachse angeordnete, hydraulische Stellzylinder mit ihrem einen Ende einzeln oder gemeinsam drehbar auf einer Kurbel gelagert, die dem zu positionierenden, drehbar gelagerten Rotorkopf bzw. Mastteil oder dem festen Mastteil zugeordnet ist, und mit ihrem anderen Ende an dem festen Mastteil eder an dem zu positionierenden, d^rehbar gelagerten Rotorkopf bzw. Mastteil angelenkt. Den Stellzylindern ist eine Steuerung zugeordnet, die die einzelnen Stellzylinder entsprechend der erforderlichen Drehung der Kurbel mit Druckmedium beaufschlagt, einen kontrollierten Zu- und/oder Abfluß von Druckmedium zu bzw. aus den einzelnen Stellzylindern ermöglicht oder jeden Zu- und/oder Abfluß von Druckmedium zu oder aus den einzelnen Stellzylindern unterbindet.According to the invention, a plurality of rotationally symmetrical arranged about the vertical axis of rotation, hydraulic actuating cylinder with one end individually or jointly rotatably mounted on a crank which is assigned to be positioned, rotatably mounted rotor head or mast part or the fixed mast part, and with its other end to the fixed mast part hinged to the to be positioned, d ^r ehbar mounted rotor head or mast part. The control cylinders is associated with a control that acts on the individual actuating cylinder according to the required rotation of the crank with pressure medium, a controlled supply and / or discharge of pressure medium to or from the individual cylinders allows or any inflow and / or outflow of pressure medium or prevented from the individual actuating cylinders.

In Abhängigkeit von den konkreten Einsatzbedingungen können einmal einseitig wirkende Stellzylinder ausreichend sein, ein anderes Mal doppeltwirkende Stellzylinder vorteilhafter.Depending on the specific conditions of use, single-acting actuating cylinders may be sufficient, and sometimes double-acting actuating cylinders may be more advantageous.

Um bei einer Kolbenverstellung auf beiden Seiten der doppeltwirkenden Stellzylinder eine möglichst gleiche Volumenänderung zu erhalten, sind doppeltwirkende Stellzylinder vorgesehen, die eine beidseitig herausgeführte Kolbenstange aufweisen.In order to obtain the same volume change as possible in a piston adjustment on both sides of the double-acting actuator cylinder, double-acting actuator cylinders are provided which have a piston rod led out on both sides.

Oft ist es ausreichend und billiger, eine Kontrolle oder Sperrung des Druckmittelzu- und/oder -abflusses nur an einigen der Stellzylinder vorzunehmen.Often it is sufficient and cheaper to control or block the pressure fluid supply and / or outflow only on some of the actuating cylinder.

Manchmal ist es ausreichend, an mindestens einem einzigen Stellzylinder eine Kontrolle und/oder Sperrung des Druckmedienzu- und/oder -abflusses vorzunehmen.Sometimes it is sufficient to control and / or block the supply and / or outflow of fluid to at least one actuator cylinder.

Bei Verwendung doppeltwirkender Stellzylinder mit beidseitig herausgeführter Kolbenstange ist es vorteilhaft, die beiden Druckräume mindestens eines der Stellzylinder vom übrigen Druckmedium abzutrennen und eine Schwingungsdämpfung durch einen gedrosselten Volumenausgleich zwischen beiden Druckräumen zu erreichen. Die Drehbewegung wird durch Sperren des Volumenausgleichs ganz unterbunden.When using double-acting actuator cylinder with both sides led out piston rod, it is advantageous to separate the two pressure chambers at least one of the actuating cylinder from the rest of the pressure medium and to achieve a vibration damping by a throttled volume balance between the two pressure chambers. The rotation is completely prevented by blocking the volume compensation.

Durch die Erfindung ist es möglich, mit relativ geringem Aufwand einen auf einem Mast angeordneten Rotorkopf funktionssicher entsprechend den Anforderungen zu positionieren, bei einer Freigabe der Drehbewegung über eine vorzugsweise einstellbare Drosselung des Druckmittelzu-und/oder-abflusses zumindest an einigen der Stellzylinder ein Aufschaukeln der Drehbewegung unter ungünstigen Windverhältnissen zu verhindern und in joder eingenommenen Position die Drehbewegung zu blockieren.With the invention, it is possible with relatively little effort to position a rotor head arranged on a mast functionally reliable according to the requirements, at a release of the rotational movement via a preferably adjustable throttling of Druckmittelzu- and / or outflow at least at some of the actuating cylinder a rocking of To prevent rotational movement under unfavorable wind conditions and to block the rotational movement in the current position.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. In the accompanying drawing show

Fig. 1: eine schematisch dargestellte Ausführungsvariante der Erfindung mit drei doppeltwirkenden Stellzylindern, "ig. 2: ein Schaltbild zur Fig. 1.1 shows a schematically illustrated embodiment variant of the invention with three double-acting actuating cylinders, FIG. 2: a circuit diagram for FIG. 1.

Die in Fig. 1 nicht näher darstellten, doppeltwirkenden Stellzylinder 4; 5; 6 sind mit ihrem einen Ende einzeln oder gemeinsam drehbar auf einer Kurbel 7 des zu positionierenden Rotorkopfes bzw, Mastteiles 8 gelagert und mit ihrem anderen Ende an den rotationssymmetrisch bezüglich der vertikalen Drehachse 10 vorgesehenen Anlenkpunkten 1; 2; 3 des freien Mastteiles 9 angelenkt. Wird nun die Kolbenfläche 4.1 des Stellzylinders 4 und/oder die Ringfläche 5.2 des Stellzylinders 5 und/oder die Kolbenfläche 6.1 des Stellzyiinders 6 mit Druckmedium beaufschlagt, wird die Kurbel 7 und damit der mit ihr drehfest verbundene Rotorkopf bzw. Mastteil 8, auf dem der Rotorkopf drehfest angeordnet ist, um die vertikale Drehachse 10, wie in Fig. 1 angedeutet, nach links verdreht. Soll die Drehung in Fig. 1 hingegen nach rechts erfolgen, sind bei allen Stellzylindern 4; 5; 6 die entgegengesetzten Kolben- bzw. Ringflächen 4.2; 5.1; 6.2 mit Druckmedium zu beaufschlagen.The not shown in Figure 1 in detail, double-acting actuator cylinder 4; 5; 6 are rotatably mounted with their one end individually or jointly on a crank 7 of the rotor head or, to be positioned mast part 8 and provided with its other end to the rotationally symmetrical with respect to the vertical axis of rotation 10 provided articulation points 1; 2; 3 of the free mast part 9 articulated. If the piston surface 4.1 of the adjusting cylinder 4 and / or the annular surface 5.2 of the actuating cylinder 5 and / or the piston surface 6.1 of the Stellzyiinders 6 is pressurized with pressure medium, the crank 7 and thus the rotor head or mast part 8 rotatably connected thereto, on which the Rotary head is rotatably disposed about the vertical axis of rotation 10, as indicated in Fig. 1, rotated to the left. On the other hand, if the rotation in FIG. 1 is to be to the right, all adjusting cylinders 4; 5; 6 the opposite piston or annular surfaces 4.2; 5.1; 6.2 apply pressure medium.

Für die Freigabe der Drehbewegungen werden die Arbeitszylinder aller Stellzylinder 4; 5; 6 kurzgeschlossen und ein freies Pendeln ermöglicht. Eine Dämpfung der Pendelbewegung läßt sich problemlos durch eine Drosselung des Druckmedienzu- und/oder -abflusses an mindestens einem Stellzylinder 4; 5; 6 erreichen.For the release of the rotational movements, the working cylinder of all actuating cylinders 4; 5; 6 shorted and allows a free commuting. An attenuation of the pendulum motion can be easily by throttling the Druckmedienzu- and / or outflow to at least one actuating cylinder 4; 5; Reach 6.

Für die Blockade der Drehbewegung wird an mindestens einem S*ellzylinder4; 5; 6jeder Zu- und/oder Abfluß von Druckmedium unterbunden.For the blockage of the rotational movement is at least one S * ellzylinder4; 5; 6ball supply and / or drainage of pressure medium prevented.

Je nach den konkreten Bedingungen, wie errforderliches Drehmoment, Exzentrizit t der Kurbel 7, Durchmesser, auf dem die Anlenkpunkte 1; 2; 3 angeordnet werden müssen, usw. können einfach wirkende Stellzylinder 4; 5; 6 ausreichend sein und/oder eine höhere Anzahl Stellzylinder 4; 5; 6 erforderlich werden.Depending on the specific conditions, such as required torque, eccentricity of the crank 7, diameter on which the articulation points 1; 2; 3 must be arranged, etc. can single-acting actuator cylinder 4; 5; 6 be sufficient and / or a higher number of actuating cylinder 4; 5; 6 will be required.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Positionieren eines auf einem um seine vertikale Achse verdrehbaren Mast bzw. auf einem Mast um eine vertikale Achse verdrehbar angeordneten Rotorkopfes einer Windkraftanlage, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere rotationssymmetrisch um die vertikale Drehachse (10) angeordnete, hydraulische Stellzylinder (4; 5; 6) mit ihrem einen Ende einzeln oder gemeinsam drehbar auf einer Kurbel (7) gelagert sind, die dem zu positionierenden, drehbar gelagerten Rotorkopf bzw. Mastteil (8) oder dem festen Mastteil (9) zugeordnet ist, und mit ihrem anderen Ende an dem festen Mastteil (9) oder an dem zu positionierenden, drehbar gelagerten Rotorkopf bzw. Mastteil (8) angelenkt sind und daß den Stellzylindern (4; 5; 6) eine Steuerung zugeordnet ist, die die einzelnen Stelliylinder (4; 5; 6) entsprechend dar erforderlichen Drehung der Kurbel (7) mit Druckmedien beaufschlagt, einen kontrollierten Zu- und/oder Abfluß von Druckmedium zu bzw. aus den einzelnen Stellzylindern (4; 5; 6) ermöglicht oder jeden Zu- und/oder Abfluß von Druckmedium zu oder aus den einzelnen Stellzylindern (4; 5; 6) unterbindat.1. A device for positioning a on a rotatable about its vertical axis mast or on a mast about a vertical axis rotatably arranged rotor head of a wind turbine, characterized in that a plurality of rotationally symmetrical about the vertical axis of rotation (10) arranged, hydraulic actuating cylinder (4; 6) are mounted with their one end individually or jointly rotatable on a crank (7), which is assigned to be positioned, rotatably mounted rotor head or mast part (8) or the fixed mast part (9), and with its other end the fixed mast part (9) or to be positioned on the rotatably mounted rotor head or mast part (8) are hinged and that the control cylinders (4; 5; 6) is assigned a control that the individual Stelliylinder (4; 5; 6) according to required rotation of the crank (7) acted upon with pressure media, a controlled supply and / or discharge of pressure medium to or from the individual actuating cylinders (4; 5; 6) he possible or each inflow and / or outflow of pressure medium to or from the individual actuating cylinders (4; 5; 6) inhibited. 2. Einrichtung zum Positionieren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einseitig wirkende Stellzylinder (4; 5; 6) angeordnet sind.2. Device for positioning according to claim 1, characterized in that unidirectional actuating cylinder (4; 5; 6) are arranged. 3. Einrichtung zum Positionieren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß doppeltwirkende Stellzylinder (4; 5; 6) angeordnet sind.3. Device for positioning according to claim 1, characterized in that double-acting actuating cylinder (4; 5; 6) are arranged. 4. Einrichtung zum Positionieren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die doppeltwirkenden Ste 'linder (4; 5; 6) eine beidseitig herausgeführte Kolbenstange aufweisen.4. Device for positioning according to claim 3, characterized in that the double-acting Ste 'linder (4; 5; 6) have a guided out on both sides piston rod. 5. Einrichtung zum Positionieren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bruchteil aller Stellzylinder (4; 5; 6) mit einer Einrichtung zur Kontrolle und/oder Sperrung des Druckmedienzu- und/oder -abflusses versehen ist.5. Positioning device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a fraction of all adjusting cylinders (4; 5; 6) is provided with a device for controlling and / or blocking the Druckmedienzu- and / or outflow. 6. Einrichtung zum Positionieren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Stellzylinder (4; 5; 6) mit einer Einrichtung zur Kontrolle und/oder Sperrung des Druckmedienzuund/oder-abflusses versehen ist.6. A device for positioning according to claim 5, characterized in that at least one actuating cylinder (4; 5; 6) is provided with a device for controlling and / or blocking the Druckmedienzuund-or drain. 7. Einrichtung zum Positionieren nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckräume mindestens eines der Stellzylinder (4; 5; 6) über eine ein Drossel- und/oder Sperrventil enthaltende Leitung miteinander verbunden und vom übrigen Druckmedium abtrennbar ausgebildet sind.7. A device for positioning according to claim 4 and 6, characterized in that the two pressure chambers of at least one of the actuating cylinders (4; 5; 6) are connected to each other via a throttle and / or check valve containing line and separable from the rest of the pressure medium.