DE102010027011A1

DE102010027011A1 - Drehverbindung, insbesondere zur Rotorblatt- oder Turmlagerung für eine Windkraftanlage sowie Rotorblatt- oder Turmlagerung mit dieser Drehverbindung

Info

Publication number: DE102010027011A1
Application number: DE102010027011A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Zeidlhack
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-01-19

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue, vorteilhafte Variante für eine Drehverbindung, insbesondere zur Rotorblatt- oder Turmlagerung für eine Windkraftanlage sowie eine entsprechende Rotorblatt- oder Turmlagerung vorzuschlagen. Hierzu wird eine Drehverbindung 1 vorzugsweise ausgebildet als Rotorblatt- oder Turmlagerung für eine Windkraftanlage, mit einem Innenring 4, mit einem Außenring 5, mit mindestens einer Wälzkörperdoppelreihe 9, 17, welche zwischen dem Innenring 4 und dem Außenring 5 abwälzend angeordnet ist, so dass Innenring 4 und Außenring 5 um eine gemeinsame Schwenkachse 2 gegeneinander verschwenkt werden können, und wobei die mindestens eine Wälzkörperdoppelreihe 9, 17 als eine Radialdoppelreihe oder als eine Axialdoppelreihe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wälzkörperdoppelreihe 9, 17 eine Zweipunktkugelreihe 12 mit einer Zweipunktberührung und eine Vierpunktkugelreihe 11 mit einer Vierpunktberührung aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Drehverbindung, insbesondere zur Rotorblatt- oder Turmlagerung für eine Windkraftanlage, mit einem Innenring, mit einem Außenring und mit mindestens einer Wälzkörperdoppelreihe, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring abwälzend angeordnet ist, so dass Innenring und Außenring um eine gemeinsame Schwenkachse gegeneinander verschwenkt werden können, wobei die mindestens eine Wälzkörperdoppelreihe als eine Radialdoppelreihe oder als eine Axialdoppelreihe ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Rotorblatt- oder Turmlagerung für eine Windkraftanlage mit dieser Drehverbindung.
Drehverbindungen in Windkraftanlagen erlauben es, ein Rotorblatt oder auch ein Generatorhaus samt Rotor zu schwenken, um diese beispielsweise optimal auf vorherrschende Windverhältnisse einstellen zu können. Nachdem Windkraftanlagen oftmals sehr große Rotoren mit Rotorblattlängen größer als 10 m aufweisen, müssen die Drehverbindungen entsprechend belastbar ausgelegt sein. Oftmals handelt es sich hierbei um Großlager mit Teilkreisdurchmessern größer als 1 m oder sogar größer als mehrere Meter.
Die Belastungen, die auf die Drehverbindung wirken, sind aufgrund der angreifenden Windkräfte und herrschenden Gewichtskräfte oftmals eine Mischung aus Radial- und Axialbelastungen, sowie Kippmomenten.
Beispielsweise offenbart die Druckschrift DE 20 2007 011 577 U1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, eine Wälzlageranordnung in Form eines Großwälzlagers mit einem Durchmesser von 0,5 m oder mehr, die zur Lagerung eines Windkraftblattes ausgebildet ist. Die Wälzlageranordnung umfasst zwei konzentrisch zueinander sowie zumindest bereichsweise ineinander angeordnete, ringförmige Elemente zum Anschluss an je eines von zwei gegeneinander verdrehbaren Anlagenteilen. Im Bereich eines Spaltes zwischen den ringförmigen Elementen sind wenigstens zwei Reihen von Wälzkörpern vorgesehen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in der 4 sind sogar drei Wälzkörperreihen zur radialen Abstützung in axialer Projektion überlappend angeordnet.
Gebiet der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue, vorteilhafte Variante für eine Drehverbindung, insbesondere zur Rotorblatt- oder Turmlagerung für eine Windkraftanlage sowie eine entsprechende Rotorblatt- oder Turmlagerung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch eine Drehverbindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Rotorblatt- oder Turmlagerung mit den Merkmalen des Anspruches 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Erfindungsgemäß wird eine Drehverbindung vorgeschlagen, also eine Wälzlageranordnung, welche bestimmungsgemäß zur Schwenkung, gegebenenfalls auch über 360 Grad oder Endlosschwenkung bzw. -drehung ausgebildet ist, jedoch vorzugsweise nicht für eine Dauerrotationsbelastung ausgelegt ist. Eine derartige Drehverbindung wird vorzugsweise zur Rotorblatt- oder Turmlagerung für eine Windkraftanlage eingesetzt, da sowohl das Rotorblatt als auch der Turm der Windkraftanlage zur Ausrichtung relativ zur Windrichtung nur um wenige Grad geschwenkt werden müssen und insbesondere keine Dauerrotation im Betrieb erfordern. Bei der Rotorblattlagerung ist die Drehverbindung bevorzugt einerseits an dem Rotorblatt und andererseits an der Rotornabe festgelegt. Bei der Turmlagerung sitzt die Drehverbindung vorzugsweise auf dem Turm der Windkraftanlage, wobei das Generatorhaus, ggfs. mit Rotorgetriebe, Rotor etc., über die Drehverbindung schwenkbar auf dem Turm angeordnet ist.
Die Drehverbindung umfasst einen Innenring und einen Außenring, welche koaxial und/oder konzentrisch und bevorzugt in radialer Richtung zumindest abschnittsweise überlappend zueinander angeordnet sind. An dem Innenring und/oder dem Außenring können weitere Komponenten befestigt, angeschraubt oder insbesondere einstückig angeformt sein, sodass auch zum Beispiel ein Flansch den Außenring oder den Innenring (mit)bilden kann.
Es ist mindestens eine Wälzkörperdoppelreihe vorgesehen, welche zwischen dem Innenring und dem Außenring abwälzend angeordnet ist, so dass Innenring und Außenring um eine gemeinsame Schwenkachse gegeneinander verschwenkt werden können. Die Wälzkörperdoppelreihe weist mindestens zwei Reihen von Wälzkörpern auf, welche vorzugsweise benachbart zueinander angeordnet sind und welche durch weitere Wälzkörperreihen optional ergänzt werden können. So umfasst eine Wälzkörperdreifachreihe auch mindestens eine Wälzkörperdoppelreihe. Die mindestens eine Wälzkörperdoppelreihe ist als eine Radialdoppelreihe ausgebildet, wobei maßgeblich Radialkräfte übertragen werden und/oder die Wälzkörperreihen der Radialdoppelreihe in axialer Richtung nacheinander folgen. Alternativ oder ergänzend ist die mindestens eine Wälzkörperdoppelreihe als eine Axialdoppelreihe ausgebildet, wobei maßgeblich Axialkräfte übertragen werden und/oder wobei die Wälzkörperreihen der Axialdoppelreihe in radialer Richtung nacheinander angeordnet sind. Insbesondere fluchten oder überlappen zumindest teilweise die Wälzkörperreihen der Radialdoppelreihe in axialer Richtung und/oder die der Axialdoppelreihe in Radialrichtung.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine Wälzkörperdoppelreihe eine Zweipunktkugelreihe mit einer Zweipunktberührung und eine Vierpunktkugelreihe mit einer Vierpunktberührung aufweist. Statt der Zweipunktkugelreihe kann auch eine Dreipunktkugelreihe vorgesehen sein. Die Berührungen beziehen sich jeweils auf einen Kontakt mit den Laufbahnen der Wälzkörperreihen. Bei einer Zweipunktberührung werden die Kräfte durch die Kugeln entlang einer einzigen Drucklinie von einem Berührungspunkt des Außenrings zu einem Berührungspunkt des Innenrings übertragen. Bei einer Vierpunktberührung können Belastungen über zwei gekreuzte Drucklinien übertragen werden, so dass die Belastungen in beliebiger Weise von zwei Berührungspunkten des Außenrings auf zwei Berührungspunkte des Innenrings übertragen werden können. Bei einer Dreipunktberührung können Belastungen über zwei v-förmig angeordnete Drucklinien übertragen werden, wobei die Berührpunkte der zwei Drucklinien entweder in einem einzigen Berührpunkt des Innenrings oder des Außenrings zusammenfallen.
Die Zweipunktkugelreihe ist somit darauf begrenzt, Belastungen entlang ihrer Drucklinie zu übertragen. Belastungen, welche abweichend von der Drucklinie zwischen den Ringen übergeleitet werden sollen, führen zu ungünstigen Zuständen der Drehverbindung. Diese Anforderung kann dagegen die Vierpunktkugelreihe mit der Vierpunktberührung besser übernehmen, da diese über die zwei gekreuzten Drucklinien weite Belastungswinkelbereiche abdecken kann. Vorteile der Erfindung sind in einer höheren Tragfähigkeit der Drehverbindung durch die mindestens zwei Kugelreihen in einer Lastrichtung zu sehen. Daraus kann bei sehr guter Kinematik eine höhere Tragfähigkeit gegenüber reinen Vierpunktlagern resultieren, auch bei einem axial vorgespanntem Zustand.
Bei möglichen Ausführungsformen der Erfindung ist die Wälzkörperdoppelreihe als eine Radialdoppelreihe ausgebildet, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass zur Axiallagerung mindestens eine weitere Wälzkörperreihe vorhanden ist. Bei einer anderen Ausführungsmöglichkeit der Erfindung ist die Wälzkörperdoppelreihe als eine Axialdoppelreihe ausgebildet, wobei optional ergänzend eine Radiallagerung vorgesehen sein kann.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine der Wälzkörperdoppelreihen als die Radialdoppelreihe und mindestens eine der Wälzkörperdoppelreihen als die Axialdoppelreihe ausgebildet.
Bei möglichen Weiterbildungen der Erfindung weist die Drehverbindung sogar zwei Axialdoppelreihen auf, welche in axialer Richtung klammerartig um die Radialdoppelreihe angeordnet sind. Bei diesen möglichen Ausführungsformen sind sowohl die Radialdoppelreihen als auch die Axialdoppelreihen sehr tolerant gegenüber des Einleitungswinkels der Belastungen.
Im Rahmen der Erfindungsoffenbarung wird der Druckwinkel als der Winkel definiert, der zwischen der Radialebene der Drehverbindung und der Drucklinie aufgespannt ist. Als Referenzdruckwinkel wird bei einem reinen Radiallager, welches nur radiale Belastungen übertragen kann, und/oder bei einer Radialreihe, insbesondere einer Radialdoppelreihe, der Druckwinkel 0° und bei einem reinen Axiallager, welches nur axiale Belastungen übertragen kann, und/oder bei einer Axialreihe, insbesondere Axialdoppelreihe 90° definiert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Druckwinkel der Drucklinien der Vierpunktkugelreihe für die Radialdoppelreihe und/oder für die Axialdoppelreihe jeweils in einem Bereich zwischen 15 Grad und 75 Grad, vorzugsweise zwischen 20 Grad und 50 Grad und insbesondere zwischen 25 Grad und 45 Grad und im Speziellen von 30 Grad relativ zu dem Referenzdruckwinkel gewählt ist. Insbesondere sind die Drucklinien symmetrisch zu dem Referenzdruckwinkel angeordnet.
Bei der Dreipunktkugelreihe ist es bevorzugt, wenn die Drucklinien jeweils in einem Bereich zwischen 10 Grad und 65 Grad, vorzugsweise zwischen 15 Grad und 50 Grad und insbesondere zwischen 18 Grad und 40 Grad und im Speziellen von 20 Grad relativ zu dem Referenzdruckwinkel gewählt ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Zweipunktkugelreihe in der Axialdoppelreihe einen Druckwinkel von 90 Grad und/oder gleichgerichtet mit der Schwenkachse und/oder in der Radialdoppelreihe von 0 Grad und/oder senkrecht gerichtet zu der Schwenkachse auf.
Vorzugsweise in Kombination mit den bevorzugten Druckwinkeln der Vierpunktkugelreihe liegt eine besonders bevorzugte Ausführungsform vor, bei der die Druckwinkel der Vierpunktkugelreihe einen Druckwinkel von 30 Grad relativ zu dem Druckwinkel der Zweipunktkugelreihe aufweisen. In dieser Ausgestaltung werden höchste Belastungen in der Axialdoppelreihe in einer Belastungsrichtung von 90 Grad bzw. bei der Radialdoppelreihe von 0 Grad durch die Drehverbindung abgeleitet. Zugleich werden schräggerichtete Belastungen durch die Vierpunktkugelreihe ebenfalls sehr gut abgeführt.
Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung sind die Zweipunktkugelreihe und die Vierpunktkugelreihe in der Radialdoppelkugelreihe mit dem gleichen Teilkreisdurchmesser ausgestattet.
Bei einer vorteilhaften konstruktiven Realisierung sind die Laufbahnen, insbesondere mindestens einer der Ringe, vorzugsweise beide Ringe, also des Innenrings und des Außenrings, aus einem Vergütungsstahl gefertigt, welcher bei einer bevorzugten Weiterbildung randschichtgehärtet ist. Insbesondere ist der oder die Ringe im Bereich der Laufbahnen mit einer begrenzten Einhärttiefe ausgestattet und nicht durchgehärtet ausgebildet. Diese Ausführungsform verbilligt die Drehverbindung in der Herstellung.
Es ist akzeptabel für die Drehverbindung, dass die Laufbahn von mindestens einer Wälzkörperdoppelreihe eine Schlupfzone, also einen lokal im Vergleich zu dem Rest der Laufbahn weichen Bereich, aufweist, welcher bei einer Randschichthärtung entstehen kann, wenn der Ring in Umlaufrichtung abfahrend gehärtet wird. Die Schlupfzonen können auch geometrisch entlastet sein (z. B. zurückgesetzt angeordnet sein). Optional ergänzend können die Laufbahnen auch schlupffrei gehärtet sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Innenring und/oder der Außenring mechanische Schnittstellen zur Anbindung des bzw. der Ringe an eine Umgebungskonstruktion auf. Beispielsweise sind die mechanischen Schnittstellen als Durchgangslöcher, vorzugsweise gleichgerichtet zur Schwenkachse oder entsprechende Sackgewindelöcher ausgebildet. In manchen Ausführungsformen kann der Innenring und/oder der Außenring eine radial ausgerichtete Verzahnung aufweisen.
Damit die Drehverbindung in der Lage, die hohen Belastungen beim Einsatz in einer Windkraftanlage abzuleiten, ist es bevorzugt, dass die Drehverbindung als ein Großlager ausgebildet ist, wobei der Teilkreisdurchmesser und/oder der freie Innendurchmesser der Drehverbindung größer als 1.500 mm, vorzugsweise größer als 2.000 mm und insbesondere größer als 3.000 mm ist. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper einen Durchmesser größer als 20 mm, vorzugsweise größer als 30 mm und/oder kleiner als 80 mm, vorzugsweise kleiner als 60 mm aufweisen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Vierpunktkugelreihe so ausgebildet sein, dass diese bei einer Belastung senkrecht zu dem Referenzdruckwinkel zu einer Schrägkugelreihe mit nur einer schrägen Drucklinie entartet. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn eine Axialreihe oder die Axialdoppelreihe eine Vierpunktkugelreihe aufweist, die bei einer radialen Belastung der Drehverbindung innerhalb des normalen Betriebs der Drehverbindung sich dynamisch zu einer Schrägkugelreihe ändert. Diese dynamische Anpassung der Vierpunktkugelreihe kann durch eine elastische Verformung und/oder Verschiebung der Ringe zueinander auftreten.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Rotorblatt- oder Turmlagerung für eine Windkraftanlage, welche gemäß den Merkmalen des Anspruches 10 eine Drehverbindung, wie sie zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigt:
1 einen schematischen Längsschnitt entlang der Schwenkachse einer Drehverbindung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 in gleicher Darstellung wie die 1 eine Drehverbindung als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Gleiche oder einander entsprechende Teile sind jeweils mit gleichen bzw. einander entsprechenden Bezugszeichen versehen.
In der 1 ist eine Drehverbindung 1 in einer stark schematisierten Längsschnittdarstellung durch die Schwenkachse 2 als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Drehverbindung 1 ist als eine Wälzlageranordnung ausgebildet und wird zum Beispiel zur Lagerung eines Generatorhauses auf einem Turm einer Windkraftanlage eingesetzt, so dass das Generatorhaus relativ zu dem Turm verschwenkbar ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist über die Drehverbindung 1 ein Rotorblatt der Windkraftanlage schwenkbar um seine eigene Längsachse in der Drehverbindung 1 aufgenommen.
Die Drehverbindung 1 umfasst einen Innenring 4 und einen Außenring 5, welche zueinander um die Schwenkachse 2 über eine Mehrzahl von als Kugeln 3 ausgebildete Wälzkörper gelagert sind. Innenring 4 und Außenring 5 sind koaxial und/oder konzentrisch und in radialer Richtung überlappend angeordnet. Der Außenring 5 zeigt in axialer Richtung verlaufende Durchgangsbohrungen oder Sacklöcher 6, die in Umlaufrichtung um die Schwenkachse 2 verteilt angeordnet sind und die zur Verbindung des Außenrings 5 mit einem Lagerpartner, wie zum Beispiel einer Umgebungskonstruktion, ausgebildet sind. In ähnlicher Weise zeigt der Innenring 4 Durchgangsbohrungen bzw. Sackgewindelöcher 7, welche ebenfalls in Umlaufrichtung verteilt angeordnet sind und die mit einem anderen Lagerpartner verbindbar sind.
Zum Beispiel kann der Außenring 5 über die Durchgangsbohrungen 6 mit dem Turm und der Innenring 4 über die Durchgangsbohrungen 7 mit einem Generatorgehäuse verbunden werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Außenring 5 mit einer Rotornabe und der Innenring 4 mit dem Rotorblatt verbunden werden. Es ist auch möglich, dass die Zuordnung der Ringe 4, 5 anders gewählt ist, so dass zum Beispiel der Innenring 4 an der Rotornabe und der Außenring 6 an dem Rotorblatt befestigt ist.
Zur Einleitung der Schwenkbewegungen weist der Innenring 4 eine Innenverzahnung 8 auf, die ggf. über ein Getriebe mit einem Motor gekoppelt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel sind Innenring 4 und Außenring 5 über zwei Axialdoppelreihen 9 und eine Radialreihe 10 zueinander gelagert. Die Axialdoppelreihen 9 weisen jeweils zwei Kugelreihen auf, wobei eine der Kugelreihen als eine Vierpunktkugelreihe 11 und die andere Kugelreihe als eine Zweipunktkugelreihe 12 ausgebildet ist. Die Drucklinie 13 der Zweipunktkugelreihe 12, welche eine Zweipunktberührung mit den angrenzenden Laufbahnen des Außenrings 5 bzw. Innenrings 4 definiert, ist gleichgerichtet zu der Schwenkachse 2 oder mit einem Druckwinkel von 90 Grad ausgerichtet.
Die Vierpunktkugelreihe 11 zeigt dagegen eine Vierpunktberührung, wobei zwei gekreuzte Drucklinien 14a, b, jeweils einen Berührpunkt mit dem Innenring 4 bzw. dem Außenring 5 haben. Der in axialer Richtung geöffnete Zwischenwinkel zwischen den Drucklinien 14a, b ist ca. 60 Grad, der Druckwinkel zwischen einer Parallelen zu der Schwenkachse 2 oder der Drucklinie 13 und den Drucklinien 14a, b ist ca. 30 Grad. Die Zweipunktkugelreihe 12 und die Vierpunktkugelreihe 11 einer der Axialdoppelreihen 9 sind in gleicher axialer Höhe der Schwenkachse 2 angeordnet. Durch den Einsatz der Axialdoppelreihe 9 mit einer Zweipunktkugelreihe 12 und einer Vierpunktkugelreihe 11 ist diese in der Lage, Belastungen nicht nur parallel zur Schwenkachse 2, sondern auch gewinkelte Belastungen oder Momente zu übertragen.
Die Radialreihe 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel dagegen als eine Zylinderrollenreihe ausgebildet und kann an sich beliebig realisiert sein.
Die Laufbahnen der Axialdoppelreihen 9 bzw. der Radialreihe 10 befinden sich in Abschnitten des Innenrings 4 bzw. des Außenrings 5, welche zumindest in diesen Bereichen aus Vergütungsstahl gefertigt sind. Die Laufbahnen sind einsatzgehärtet, insbesondere sind Innenring 4 und Außenring 5 nicht durchgehärtet. In der gezeigten Ausführungsform ist der Innenring 4 aus Montagezwecken in axialer Richtung geteilt ausgebildet, so dass dieser in mindestens zwei Teile zerlegt werden kann, die in axialer Richtung auseinander montiert werden. Die Teilung des Innenrings 4 erlaubt es, die Drehverbindung in axialer Richtung vorzuspannen.
Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in der gleichen Darstellung wie in der 1, wobei diesmal die Axialreihen 16 konventionell, zum Beispiel als Zylinderrollenreihe ausgebildet sind und die Radialreihen als eine Radialdoppelreihe 17 realisiert ist. Die Radialdoppelreihe 17 ist analog zu der Axialdoppelreihe 9 in der vorhergehenden Figur ausgebildet und im Vergleich zu dieser um 90 Grad gedreht. Somit weist die Zweipunktkugelreihe 12 eine Drucklinie 13 mit einem Druckwinkel von 0 Grad und die Vierpunktkugelreihe 11 zwei gekreuzte Drucklinien 14a, b auf, welche einen in radialer Richtung geöffneten Winkel von 60 Grad bzw. in axialer Richtung geöffneten Winkel von 120 Grad zueinander einnehmen.
Die 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in gleicher Darstellung, wobei hier die Axialreihen als Axialdoppelreihen 9 wie in der 1 und die Radialreihe als Radialdoppelreihe 17 wie in der 2 ausgebildet sind.
Die 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung in gleicher Darstellung, wobei im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel in der 1 statt der Zweipunktkugelreihe 12 eine Dreipunktkugelreihe 15 zum Einsatz kommt. Die Dreipunktkugelreihe 15 weist bei den Kugeln 3 jeweils zwei v-förmig gekreuzte Drucklinien 18a, b auf, welche jeweils einen gemeinsamen Berührpunkt auf der Laufbahn in dem Innenring 4 und zwei voneinander beabstandete Berührpunkte auf der Laufbahn in dem Außenring 5 aufweist. Die v-förmig angeordneten Drucklinien weisen einen Zwischenwinkel von ca. 40° auf, so dass diese in Bezug auf einen Referenzdruckwinkel von 90° einen Druckwinkel von 70° bzw. 110° zeigen. Die Dreipunktkugelreihe 15 kann mit der Vierpunktkugelreihe 11 auch vertauscht angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, dass eine derartige Dreipunktkugelreihe 15 statt der Vierpunktkugelreihe 11 in den 1 und 2 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

1: Drehverbindung
2: Schwenkachse
3: Kugeln
4: Innenring
5: Außenring
6: Durchgangsbohrungen
7: Durchgangsbohrungen
8: Innenverzahnung
9: Axialdoppelreihe
10: Radialreihe
11: Vierpunktkugelreihe
12: Zweipunktkugelreihe
13: Drucklinie
14a, b: gekreuzte Drucklinien
15: Dreipunktkugelreihe
16: Axialreihe
17: Radialdoppelreihe
18a, b: v-förmig angeordnete Drucklinien

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007011577 U1 [0004]

Claims

Drehverbindung (1), insbesondere ausgebildet als Rotorblatt- oder Turmlagerung für eine Windkraftanlage, mit einem Innenring (4), mit einem Außenring (5), mit mindestens einer Wälzkörperdoppelreihe (9, 17), welche zwischen dem Innenring (4) und dem Außenring (5) abwälzend angeordnet ist, so dass Innenring (4) und Außenring (5) um eine gemeinsame Schwenkachse (2) gegeneinander verschwenkt werden können, und wobei die mindestens eine Wälzkörperdoppelreihe (9, 17) als eine Radialdoppelreihe oder als eine Axialdoppelreihe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wälzkörperdoppelreihe (9, 17) eine Zweipunktkugelreihe (12) mit einer Zweipunktberührung oder eine Dreipunktkugelreihe (15) mit einer Dreipunktberührung sowie eine Vierpunktkugelreihe (11) mit einer Vierpunktberührung aufweist.
Drehverbindung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Wälzkörperdoppelreihen als die Radialdoppelreihe (17) und mindestens eine der Wälzkörperdoppelreihen als die Axialdoppelreihe (9) ausgebildet ist.
Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vierpunktkugelreihe (11) einen Druckwinkel zwischen 15° und 75°, vorzugsweise zwischen 20° und 50° und insbesondere zwischen 25° und 45° und im speziellen von 35° aufweist, jeweils gemessen von einem Referenzdruckwinkel von 0° bei einer Radialreihe und von einem Referenzdruckwinkel von 90° bei einer Axialreihe.
Drehverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweipunktkugelreihe (12) in der Axialdoppelreihe (9) einen Druckwinkel von 90° und/oder in der Radialdoppelreihe (17) von 0° aufweist.
Drehverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweipunktkugelreihe (12) und die Vierpunktkugelreihe (11) in der Radialdoppelreihe (17) den gleichen Teilkreisdurchmesser aufweisen.
Drehverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn von mindestens einer Wälzkörperdoppelreihe (9, 17), einiger Wälzkörperdoppelreihen (9, 17) oder aller Wälzkörperdoppelreihen (9, 17) aus einem Vergütungsstahl gefertigt sind und/oder dass die Laufbahn von mindestens einer Wälzkörperdoppelreihe (9, 17), einiger Wälzkörperdoppelreihen (9, 17) oder aller Wälzkörperdoppelreihen (9, 17) randschichtgehärtet sind.
Drehverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn von mindestens einer Wälzkörperdoppelreihe (9, 17), einiger Wälzkörperdoppelreihen (9, 17) oder aller Wälzkörperdoppelreihen (9, 17) eine Schlupfzone aufweisen.
Drehverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (4) und/oder der Außenring (5) mechanische Schnittstellen (6, 7) zur Anbindung an eine Umgebungskonstruktion aufweist, wobei die mechanischen Schnittstellen vorzugsweise als Durchgangslöcher, Gewindebohrungen oder Gewindesacklöcher ausgebildet sind.
Drehverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkreisdurchmesser und/oder der freie Innendurchmesser der Drehverbindung (1) größer als 1500 mm, vorzugsweise größer 2000 mm und insbesondere größer als 3000 mm ausgebildet ist.
Rotorblatt- oder Turmlagerung für eine Windkraftanlage, gekennzeichnet durch eine Drehverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.