DE102005051912A1 - arrangement - Google Patents

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Abstract

Bei einer Anordnung zum Lagern wenigstens eines Rotorblatts, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken des Rotorblatts um seine Hauptachse, ist die Rotorblattlagerung als eine Gleitlagerung ausgebildet bzw. ist bei einer Anordnung zum Lagern wenigstens dreier Rotorblätter, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken der Rotorblätter um deren jeweilige Hauptachse, diese so ausgebildet, dass die Hauptachse eines der Rotorblätter mit den Hauptachsen der beiden anderen jeweils eine Kreuzungsstelle aufweist, wobei die beiden Kreuzungsstellen zueinander beabstandet sind.In an arrangement for supporting at least one rotor blade, comprising a rotor blade bearing for pivoting the rotor blade about its main axis, the rotor blade bearing is designed as a sliding bearing or in an arrangement for supporting at least three rotor blades, comprising a rotor blade bearing for pivoting the rotor blades about their respective main axis , these designed so that the main axis of one of the rotor blades with the main axes of the other two each has a point of intersection, the two points of intersection being spaced from one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum verschwenkbaren Lagern von Rotorblättern insbesondere einer Windkraftanlage.The The invention relates to an arrangement for the pivotable storage of rotor blades in particular a wind turbine.

Bei Windkraftanlagen ist es beispielsweise bekannt, die Rotorblätter im Bereich einer Rotornabe über Drehverbindungen mit der Nabe zu verbinden und derart mit einem Zahnkranz zu versehen, dass darin eingreifend über einen Elektromotor die Rotorblätter verstellbar sind. Dabei sind die Drehverbindungen vielfach als zweireihige Vierpunktkugeldrehverbindungen ausgebildet und vorgespannt. Für derartige Drehverbindungen sind bei entsprechender Leistung der Windkraftanlage vergleichsweise große Lagerdurchmesser notwendig, was mit Nachteil den Rotorkopf vergleichsweise schwer macht. Weiterhin können bei den Drehverbindungen mit Nachteil False-Brinelling-Probleme auftreten, die eine Lebensdauer der Drehverbindung verkürzen. Darüber hinaus ist die vorausgehend beschriebene technische Lösung, insbesondere bezogen auf die Drehverbindung, technisch aufwendig und damit entsprechend kostenintensiv.at Wind turbines, it is known, for example, the rotor blades in Area of a rotor hub over To connect rotary joints with the hub and so with a To provide sprocket that intervenes via an electric motor the rotor blades are adjustable. The rotary joints are often as double row Four-point ball slewing formed and biased. For such Slewing rings are at the corresponding power of the wind turbine comparatively large bearing diameter necessary, what disadvantage the rotor head comparatively heavy power. Furthermore you can in the rotary joints with disadvantage false-brinelling problems occur, the one Shorten the life of the slewing ring. In addition, the previous one described technical solution, in particular based on the rotary joint, technically complex and therefore costly.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung zum verschwenkbaren Lagern von Rotorblättern insbesondere einer Windkraftanlage derart zu schaffen, dass eine einfache und damit kostengünstige Rotorblattlagerung hoher Lebensdauer erreicht wird.A The object of the invention is therefore to provide an arrangement for pivoting Storage of rotor blades In particular, to create a wind turbine such that a simple and therefore inexpensive Rotor blade bearing high life is achieved.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The Task is through the objects the claims 1 and 5 solved. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Gemäß Anspruch 5 ist bei einer Anordnung zum Lagern wenigstens eines Rotorblatts, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken des Rotorblattes um seine Hauptachse, die Rotorblattlagerung als eine Gleitlagerung ausgebildet.According to claim 5 is an arrangement for supporting at least one rotor blade, comprising a rotor blade bearing for pivoting the rotor blade around its main axis, the rotor blade bearing as a plain bearing educated.

Dadurch, dass anstelle der bisher üblichen Kugeldrehverbindungen in Verbindung mit wenigstens im Nabenbereich hohlkörperartig ausgebildeten Rotorblättern nunmehr Gleitlager in Verbindung mit mit den Rotorblättern verbundene Wellen eingesetzt werden, können mit Vorteil die Durchmesser der Gleitlager vergleichsweise klein gehalten werden, so dass sich mit Vorteil ein kompakter Rotorkopf der Windkraftanlage ergibt. Weiterhin sind in Verbindung mit den Gleitlagern mit besonderem Vorteil keine False-Brinelling-Probleme und ein vergleichsweise geringer Verschleiß zu erwarten, so dass Lebensdauern von 20 Jahren und mehr erreichbar sind. Weiterhin sind die Gleitlager gegenüber den üblichen Kugeldrehverbindungen vergleichsweise einfach und damit kostengünstig realisierbar.Thereby, that instead of the usual ball slewing rings in connection with at least in the hub area hollow body-like trained rotor blades now plain bearing in connection with the rotor blades connected Waves can be used Advantageously, the diameter of the sliding bearing comparatively small be held, so that with advantage a compact rotor head the wind turbine results. Furthermore, in conjunction with the Plain bearings with particular advantage no false-brinelling problems and a comparatively low wear too expect, so that lifetimes of 20 years and more achievable are. Furthermore, the bearings are compared to the usual ball slewing rings comparatively simple and thus cost feasible.

Gemäß Anspruch 1 ist bei einer Anordnung zum Lagern wenigstens dreier Rotorblätter, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken der Rotorblätter um deren jeweilige Hauptachse, diese so ausgebildet, dass die Hauptachse eines der Rotorblätter mit den Hauptachsen der beiden anderen jeweils eine Kreuzungsstelle aufweist, wobei die beiden Kreuzungsstellen zueinander beabstandet sind.According to claim 1 is in an arrangement for supporting at least three rotor blades, comprising a rotor blade bearing for pivoting the rotor blades around their respective main axis, this formed so that the main axis one of the rotor blades with the main axes of the other two each a crossing point having, wherein the two intersection points spaced from each other are.

Dadurch ist es insbesondere in Verbindung mit einer Ausbildung der Rotorblattlagerung als Gleitlagerung mit Vorteil möglich, die Lagerungen aller Rotorblätter inklusive deren Mittel zum Verstellen der Rotorblätter in kompakter und platzsparender Art und Weise auf einem gemeinsamen, beispielsweise scheibenartigen Tragkörper anzuordnen. Dadurch wird mit Vorteil das Gewicht des Rotorkopfes vergleichsweise gering gehalten. Weiterhin ermöglicht besagte Anordnung mit besonderem Vorteil einen gemeinsamen Verstellantrieb für alle Rotorblätter, was wiederum mit entsprechenden Kosten- und Gewichtsvorteilen einhergeht.Thereby it is especially in connection with a training of the rotor blade bearing as sliding bearing with advantage possible, the bearings of all rotor blades including their means for adjusting the rotor blades in compact and space saving way on a common, For example, disc-like support body to arrange. This will Advantageously, the weight of the rotor head kept comparatively low. Furthermore, said Arrangement with particular advantage a common adjustment for all Rotor blades, what again associated with corresponding cost and weight benefits.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the embodiment of the invention described below the Figure.

Dabei zeigt die Figur als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Prinzipskizze eine Anordnung zum Lagern dreier Rotorblätter 10. Die Anordnung umfasst dabei einen scheibenartigen Tragkörper 5. Bei einer Windkraftanlage mit einer Nennleistung von beispielsweise 1,5 MW würde sich dabei ein Durchmesser des scheibenartigen Tragkörpers etwa im 2-Meter-Bereich ergeben. Jedes der Rotorblätter 10 umfasst dabei den eigentlichen Rotorblattbereich, der über einen Blattadapter 14 mit einer Blattlagerachse 12 verbunden ist.The figure shows as an embodiment of the invention in the form of a schematic diagram of an arrangement for supporting three rotor blades 10 , The arrangement comprises a disc-like support body 5 , In a wind power plant with a rated power of, for example, 1.5 MW, a diameter of the disk-like support body would be approximately in the 2-meter range. Each of the rotor blades 10 includes the actual rotor blade area, which has a blade adapter 14 with a blade bearing axis 12 connected is.

Jede der Blattlagerachsen 12 ist dabei über zwei zueinander in Achsrichtung beabstandete Radialgleitlager 22 sowie zwei Axialgleitlager 24 um die Hauptachse des jeweiligen Rotorblatts 10 verschwenkbar gelagert. Dabei können wenigstens Teile der Axial- und Radialgleitlager 22 und 24 eine bauliche Einheit ausbildend gestaltet sein. Alle Gleitlager 22 und 24 sind dabei in einem Bereich um das Zentrum des Tragkörpers 5 herum angeordnet, so dass jede der Hauptachsen der Rotorblätter 10 die beiden anderen Hauptachsen an jeweils einem Punkt schneidet, wobei die beiden Schnittpunkte zueinander beabstandet sind. In anderen Worten sind die Gleitlager 22 und 24 derart angeordnet, dass die drei Blattlagerachsen 12 auf dem Tragkörper 5 in etwa ein gleichschenkliges Dreieck bilden.Each of the journal bearing axes 12 is about two mutually axially spaced radial plain bearings 22 as well as two axial plain bearings 24 around the main axis of the respective rotor blade 10 pivoted. In this case, at least parts of the axial and radial plain bearings 22 and 24 be designed to form a structural unit. All plain bearings 22 and 24 are doing in an area around the center of the support body 5 arranged around so that each of the main axes of the rotor blades 10 the two other major axes intersect at one point, the two intersections being spaced from one another. In other words, the plain bearings 22 and 24 arranged such that the three Journal bearing axles 12 on the support body 5 form an isosceles triangle approximately.

In einem zentralen Bereich des Tragkörpers 5 sind zentrale Antriebsmittel 32 für eine Blattverstellung der drei Rotorblätter 10 angeordnet. Die Antriebsmittel 32 stehen dabei mit Übertragungsmitteln 34 in Verbindung, die die von den Antriebsmitteln 32 ausgehenden Verstellkräfte entsprechend auf die Blattlagerachsen 12 übertragen. Dazu sind die Übertragungsmittel 34 jeweils in einem Bereich zwischen den beiden Radialgleitlagern 22 jeden Rotorblatts 10 mit der jeweiligen Blattlagerachse 12 in Eingriff stehend. Dabei können die Übertragungsmittel 34 mit einem zahnstangenähnlichen Bereich ausgebildet sein, der mit einem passend dazu ausgebildeten Bereich an den Blattlagerachsen 12 zusammenwirkt. Die Antriebsmittel 32 können dabei einen Hydraulikzylinder oder Umwandlungsmittel zum Umwandeln von Dreh- in Linearbewegungen, insbesondere einen Gewindetrieb oder einen Kugelgewindetrieb umfassen. In wiederum anderen Ausführungsformen können die drei Rotorblätter 10 für deren Verstellen auch mit drei voneinander unabhängig ausgebildeten Verstellantrieben ausgerüstet sein.In a central area of the supporting body 5 are central drive means 32 for a blade adjustment of the three rotor blades 10 arranged. The drive means 32 stand with transmission means 34 in conjunction with those of the drive means 32 outgoing adjustment corresponding to the blade bearing axes 12 transfer. These are the means of transmission 34 each in an area between the two radial plain bearings 22 every rotor blade 10 with the respective blade bearing axis 12 engaged. In this case, the transmission means 34 be formed with a rack-like area, which with a suitably formed to the leaf bearing axes 12 interacts. The drive means 32 may include a hydraulic cylinder or conversion means for converting rotary into linear movements, in particular a screw or a ball screw. In still other embodiments, the three rotor blades 10 be equipped for their adjustment with three independently trained adjustment drives.

In anderen Ausführungsformen können auch nur zwei oder mehr als drei Rotorblätter vorgesehen sein. In wiederum anderen Ausführungsformen kann es sich bei der vorausgehend beschriebenen Anordnung auch um einen verstellbaren Schiffspropeller handeln.In other embodiments can be provided only two or more than three rotor blades. In turn other embodiments It may also be in the arrangement described above act an adjustable ship propeller.

55
Tragkörpersupporting body
1010
Rotorblattrotor blade
1212
BlattlagerachseJournal bearing shaft
1414
Blattadapterblade adapter
2222
Radialgleitlagerradial bearings
2424
Axialgleitlageraxial plain
3232
Antriebsmitteldrive means
3434
Übertragungsmitteltransmission means

Claims (19)

Anordnung zum Lagern wenigstens dreier Rotorblätter, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken der Rotorblätter um deren jeweilige Hauptachse, die so ausgebildet ist, dass die Hauptachse eines der Rotorblätter mit den Hauptachsen der beiden anderen jeweils eine Kreuzungsstelle aufweist, wobei die beiden Kreuzungsstellen zueinander beabstandet sind.Arrangement for storing at least three rotor blades, comprising a rotor blade bearing for pivoting the rotor blades around their respective major axis, which is designed so that the main axis one of the rotor blades with the main axes of the other two each a crossing point having, wherein the two intersection points spaced from each other are. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Hauptachse eines der Rotorblätter zu den Hauptachsen der beiden benachbarten Rotorblätter jeweils um einen gleichen Winkel geneigt ist.Arrangement according to claim 1, wherein the main axis of a the rotor blades to the major axes of the two adjacent rotor blades respectively inclined by an equal angle. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Rotorblätter in Umfangsrichtung um eine Hauptwelle herum gleichmäßig verteilt angeordnet sind.Arrangement according to one of claims 1 or 2, wherein the rotor blades in Circumferentially arranged distributed around a main shaft around. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rotorblattlagerung für wenigstens eines der Rotorblätter als eine Gleitlagerung ausgebildet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 3, wherein the rotor blade bearing for at least one of the rotor blades is designed as a sliding bearing. Anordnung zum Lagern wenigstens eines Rotorblatts, umfassend eine Rotorblattlagerung zum Verschwenken des Rotorblattes um seine Hauptachse, wobei die Rotorblattlagerung als eine Gleitlagerung ausgebildet ist.Arrangement for storing at least one rotor blade, comprising a rotor blade bearing for pivoting the rotor blade around its main axis, with the rotor blade bearing as a plain bearing is trained. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Rotorblattlagerung je Rotorblatt wenigstens eine Axialgleitlagerung und eine Radialgleitlagerung umfasst.Arrangement according to one of claims 4 or 5, wherein the rotor blade bearing per rotor blade at least one Axialgleitlagerung and a radial sliding bearing includes. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Rotorblattlagerung je Rotorblatt wenigstens zwei zueinander in Richtung der Hauptachse des Rotorblattes beabstandete Axialgleitlager umfasst.Arrangement according to one of claims 4 to 6, wherein the rotor blade bearing each rotor blade at least two to each other in the direction of the main axis of the Rotor blade spaced axial sliding bearing comprises. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Rotorblattlagerung je Rotorblatt wenigstens zwei zueinander in Richtung der Hauptachse des Rotorblatts beabstandete Radialgleitlager umfasst.Arrangement according to one of claims 4 to 7, wherein the rotor blade bearing each rotor blade at least two to each other in the direction of the main axis of the Rotor blade spaced radial sliding bearing comprises. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei wenigstens Teile der Axial- und Radialgleitlagerung eine bauliche Einheit ausbildend gestaltet sind.Arrangement according to one of claims 6 to 8, wherein at least Parts of the axial and radial bearings form a structural unit are designed. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Rotorblatt in einem Bereich der Rotorblattlagerung zum Verdrehen des Rotorblattes mit Mitteln ausgebildet ist, an die Übertragungsmittel zum Eingreifen vorgesehen sind, die von Antriebsmitteln antreibbar sind.Arrangement according to one of claims 1 to 9, wherein the rotor blade in a region of the rotor blade bearing for rotating the rotor blade is formed with means to the transmission means for intervention are provided, which are driven by drive means. Anordnung nach Anspruch 10, wobei die Übertragungsmittel einen zahnstangenähnlichen Bereich umfassen.Arrangement according to claim 10, wherein the transmission means a rack-like Area include. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Antriebsmittel einen Hydraulikzylinder und/oder Umwandlungsmittel zum Umwandeln von Dreh- in Linearbewegungen umfassen.Arrangement according to one of claims 10 or 11, wherein the drive means a hydraulic cylinder and / or conversion means for converting Turning in linear movements include. Anordnung nach Anspruch 12, wobei die Antriebsmittel einen Gewindetrieb oder einen Kugelgewindetrieb umfassen.Arrangement according to claim 12, wherein the drive means include a screw or a ball screw. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Antriebsmittel als ein zentraler Antrieb für alle Rotorblätter ausgebildet sind.Arrangement according to one of claims 10 to 13, wherein the drive means as a central drive are designed for all rotor blades. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei mehrere Rotorblätter auf einem gemeinsamen Tragkörper der Rotorblattlagerung angeordnet sind.Arrangement according to one of claims 1 to 14, wherein a plurality rotor blades on a common support body the rotor blade bearing are arranged. Anordnung nach Anspruch 15, wobei der Tragkörper scheibenartig ausgebildet ist.Arrangement according to claim 15, wherein the support body like a disk is trained. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei in etwa im Zentrum des Tragkörpers die Antriebsmittel aller Rotorblätter angeordnet sind.Arrangement according to one of claims 15 or 16, wherein approximately in the center of the supporting body the Drive means of all rotor blades are arranged. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei im Außenbereich des Tragkörpers die Lagerungen für die Rotorblätter angeordnet sind.Arrangement according to one of claims 15 to 17, wherein in the outer area of the supporting body the bearings for the rotor blades are arranged. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Anordnung einer Windkraftanlage zugehört.Arrangement according to one of claims 1 to 18, wherein the arrangement listened to a wind turbine.
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