DE102014201465A1 - Modular coupling of a wind turbine gearbox with a generator - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, zur Verwendung im Antriebsstrang einer Windkraftanlage, mit einem Getriebe, einem Generator und einem Modul (128), wobei das Modul (128) eine Welle (108) oder eine Nabe (402), mindestens ein Lager (110) und eine Stützstruktur (112) aufweist, wobei die Welle (108) des Moduls (128) oder die Nabe (402) mittels des Lagers (110) drehbar in der Stützstruktur (112) gelagert ist, wobei die Welle (108) oder die Nabe (402) drehfest mit einer Welle (102) des Getriebes verbunden werden kann, wobei ein Rotor (118) des Generators an der Welle (108) des Moduls oder der Nabe (402) fixiert werden kann, und wobei die Stützstruktur (112) an einem Gehäuse (104, 124) des Getriebes oder des Generators fixiert werden kann. Mindestens eine Montagesicherung (202) ist vorgesehen, um den Rotor (118) des Generators fixieren zu können wobei das Modul (128) montiert und demontiert werden kann, wenn der Rotor (118) des Generators mittels der Montagesicherung (202) fixiert ist. The invention relates to an assembly for use in the drive train of a wind turbine, comprising a transmission, a generator and a module (128), the module (128) having a shaft (108) or a hub (402), at least one bearing (110). and a support structure (112), wherein the shaft (108) of the module (128) or the hub (402) is rotatably supported in the support structure (112) by means of the bearing (110), the shaft (108) or the hub (402) rotatably connected to a shaft (102) of the transmission, wherein a rotor (118) of the generator to the shaft (108) of the module or the hub (402) can be fixed, and wherein the support structure (112) a housing (104, 124) of the transmission or the generator can be fixed. At least one mounting fuse (202) is provided to fix the rotor (118) of the generator, wherein the module (128) can be mounted and dismounted when the rotor (118) of the generator is fixed by the mounting fuse (202).
Description
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe zur Verwendung im Antriebsstrang einer Windkraftanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to an assembly for use in the drive train of a wind turbine according to the preamble of claim 1.
Im Betrieb einer Windkraftanlage können Defekte auftreten. Um die Wartungskosten möglichst gering zu halten, ist es wichtig, dass defekte Bauteile gut zugänglich sind und einfach ausgetauscht werden können. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Windkraftanlagen gestaltet sich insbesondere die Demontage des Generators schwierig. During operation of a wind turbine, defects may occur. In order to minimize maintenance costs, it is important that defective components are easily accessible and easy to replace. In the wind turbines known from the prior art, in particular the disassembly of the generator designed difficult.
Aus der Druckschrift
Als Ausgangswelle des Getriebes dient eine Sonnenradwelle. Diese verläuft durch den Maschinenträger hindurch in den Generator hinein. Ein Rotor des Generators ist auf einer rohrförmigen Stützstruktur, die an dem Maschinenträger fixiert ist, gelagert. Die Stützstruktur ist so angeordnet, dass die Sonnenradwelle durch die Stützstruktur verläuft. Die Passverzahnung und ein einstückig mit der Sonnenradwelle verbundene Sonnenrad befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten der Stützstruktur. The output shaft of the gearbox is a sun gear shaft. This runs through the machine frame into the generator. A rotor of the generator is supported on a tubular support structure fixed to the machine frame. The support structure is arranged so that the sun gear shaft passes through the support structure. The gearing and a sun gear integrally connected to the sun gear shaft are on opposite sides of the support structure.
Auf der Stützstruktur sind die Innenringe zweier Lager fixiert. Deren Außenringe sind in einer Hohlwelle fixiert, welche die Stützstruktur umgibt. Über eine Passverzahnung wird die Hohlwelle von der Sonnenradwelle angetrieben. Die Hohlwelle dient als Polradträger. On the support structure, the inner rings of two bearings are fixed. Their outer rings are fixed in a hollow shaft, which surrounds the support structure. Via a spline, the hollow shaft is driven by the sun gear. The hollow shaft serves as a pole wheel carrier.
Zur Demontage des Generators muss zunächst dessen Gehäuse mitsamt den in dem Gehäuse fixierten Generatorbauteilen abgenommen werden. Der nun freiliegende Rotor muss entfernt werden, um an dessen Lager zu gelangen. Ein Teil der Sonnenradwelle ist nun zwar zugänglich, allerdings kann die Sonnenradwelle nicht entnommen werden. Dazu müsste das Getriebe entfernt werden. To disassemble the generator, first of all the housing, together with the generator components fixed in the housing, must be removed. The now exposed rotor must be removed in order to reach its bearing. Although part of the sun gear is now accessible, the sun gear can not be removed. For this, the transmission would have to be removed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang einer Windkraftanlage so zu gestalten, dass die den aus dem eingangs beschriebenen Stand der Technik bekannten Lösungen innenwohnenden Nachteil vermieden werden. Insbesondere soll die Zugänglichkeit einzelner Komponenten des Antriebsstrangs und damit deren Wartbarkeit verbessert werden. The invention has for its object to make a drive train of a wind turbine so that the known from the above-described prior art solutions inherent disadvantage can be avoided. In particular, the accessibility of individual components of the drive train and thus their maintainability should be improved.
Eine erfindungsgemäße Baugruppe zur Verwendung im Antriebsstrang einer Windkraftanlage umfasst ein Getriebe, einen Generator und ein Modul. Das Modul weist eine Welle oder eine Nabe, mindestens ein Lager und eine Stützstruktur auf. Die Welle des Moduls oder die Nabe ist mittels des Lagers drehbar in der Stützstruktur gelagert. An assembly according to the invention for use in the drive train of a wind turbine comprises a gear, a generator and a module. The module has a shaft or hub, at least one bearing and a support structure. The shaft of the module or the hub is rotatably supported in the support structure by means of the bearing.
Für die Anordnung der Welle des Moduls oder der Nabe und der Stützstruktur relativ zueinander sind zwei Alternativen denkbar. In einer ersten Ausführungsform befindet sich die Welle des Moduls mindestens teilweise innerhalb der Stützstruktur, bzw. verläuft durch die Stützstruktur hindurch. Dabei ist der Innenring des Lagers auf der Welle des Moduls fixiert. Der Außenring des Lagers ist in der Stützstruktur fixiert. In einer zweiten Ausführungsform ist die Stützstruktur mindestens teilweise innerhalb der Nabe angeordnet. Der Innenring des Lagers ist dabei auf der Stützstruktur fixiert. Entsprechend ist der Außenring des Lagers in der Nabe fixiert. For the arrangement of the shaft of the module or the hub and the support structure relative to each other, two alternatives are conceivable. In a first embodiment, the shaft of the module is at least partially within the support structure, or passes through the support structure. The inner ring of the bearing is fixed on the shaft of the module. The outer ring of the bearing is fixed in the support structure. In a second embodiment, the support structure is at least partially disposed within the hub. The inner ring of the bearing is fixed on the support structure. Accordingly, the outer ring of the bearing is fixed in the hub.
Vorzugsweise lässt das Lager genau einen rotatorischen Freiheitsgrad der Welle des Moduls oder der Nabe zu. Eine Verkippung der Welle oder Nabe um eine orthogonal zu dessen Drehachse stehende Achse ist also nicht möglich. Die Lagerung der Welle des Moduls oder der Nabe erfolgt dabei ausschließlich mittels des mindestens einen Lagers. Weiter Lager sind nicht erforderlich. Dies bedeutet entsprechend, dass die Lagerung der Welle oder Nabe ausschließlich in der Stützstruktur erfolgt. Insbesondere ist also jedes Lager, mit dem die Welle des Moduls oder die Nabe gelagert ist, in der Stützstruktur fixiert. Die Zahl der Lager beträgt vorzugsweise zwei. Preferably, the bearing allows for precisely one rotational degree of freedom of the shaft of the module or hub. Tilting of the shaft or hub about an axis orthogonal to its axis of rotation is therefore not possible. The storage of the shaft of the module or the hub takes place exclusively by means of at least one bearing. Further bearings are not required. This means, correspondingly, that the bearing of the shaft or hub takes place exclusively in the support structure. In particular, therefore, each bearing with which the shaft of the module or the hub is mounted, fixed in the support structure. The number of bearings is preferably two.
Die Welle des Moduls oder die Nabe und eine Welle des Getriebes können ein Wirkflächenpaar bilden, so dass eine drehfeste Verbindung der Welle des Moduls oder der Nabe mit der Welle des Getriebes entsteht. Dies ermöglicht die Übertragung eines Drehmoments von der Welle des Getriebes zu der Welle des Moduls oder der Nabe. The shaft of the module or the hub and a shaft of the transmission can form an active surface pair, so that a rotationally fixed connection of the shaft of the module or the hub with the shaft of the transmission is formed. This allows the transmission of torque from the shaft of the transmission to the shaft of the module or hub.
Bei der Welle des Getriebes kann es sich insbesondere um eine Ausgangswelle handeln. Unter einer Ausgangswelle eines Getriebes ist eine Welle mit einer kämmenden Verzahnung zu verstehen, wobei die Welle über die Verzahnung mit einem Ausgangsdrehmoment des Getriebes beaufschlagt wird. The shaft of the transmission may in particular be an output shaft. Under an output shaft of a transmission is a shaft with a meshing toothing to understand, the shaft is acted upon by the teeth with an output torque of the transmission.
Insbesondere kann die Welle des Getriebes als Sonnenradwelle ausgestaltet sein. In particular, the shaft of the transmission can be configured as a sun gear shaft.
Bevorzugt ist die Verbindung der Welle des Getriebes mit der Welle des Moduls oder der Nabe lösbar ausgeführt. Insbesondere sind also die Welle des Getriebes und die Welle des Moduls oder die Nabe nicht einstückig, sondern zweistückig miteinander verbunden. Diesbezüglich eignet sich besonders eine Passverzahnung, wobei die Welle des Moduls oder die Nabe einen ersten Teil der Passverzahnung und die Welle des Getriebes einen zweiten Teil der Passverzahnung bildet. Die Welle des Moduls oder die Nabe und die Welle des Getriebes können also so zusammengesteckt werden, dass die Passverzahnung entsteht. Preferably, the connection of the shaft of the transmission with the shaft of the module or the hub is made detachable. In particular, therefore, the shaft of the transmission and the shaft of the module or the hub are not in one piece, but two-piece connected. This is particularly suitable a spline, wherein the shaft of the module or the hub forms a first part of the splines and the shaft of the transmission forms a second part of the splines. The shaft of the module or the hub and the shaft of the transmission can therefore be put together so that the splines are formed.
Ein Rotor des Generators kann an der Welle des Moduls oder der Nabe fixiert werden. A rotor of the generator can be fixed to the shaft of the module or the hub.
Als Rotor wird allgemein der nicht stationäre Teil eines Drehgenerators bezeichnet. As rotor is generally referred to the non-stationary part of a rotary generator.
Unter Fixierung einer ersten Komponente an einer zweiten Komponente wird allgemein eine Verbindung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente verstanden, die jeglicher Relativbewegung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente entgegenwirkt. Die Fixierung kann indirekt, d.h. unter Beteiligung einer dritten Komponente oder direkt, d.h. ohne eine dritte Komponente, erfolgen. Fixing a first component to a second component generally means a connection between the first component and the second component, which counteracts any relative movement between the first component and the second component. The fixation may be indirect, i. involving a third component or directly, i. without a third component.
Bei einer indirekten Fixierung wird die erste Komponente an der dritten Komponente fixiert. Die dritte Komponente wiederum wird an der zweiten Komponente fixiert. Bei einer direkten Fixierung der ersten Komponente an der zweiten Komponente erfolgt ein Kraftschluss, ein Formschluss oder Stoffschluss zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente. Dies wird mit der Formulierung „die erste Komponente ist mit der zweiten Komponente verfügt“ zum Ausdruck gebracht. Wenn also die erste Komponente mit der zweiten Komponente verfügt ist, ist die erste Komponente direkt an der zweiten Komponente fixiert. Insbesondere besteht dann ein Kraftschluss, ein Formschluss oder Stoffschluss zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente. In an indirect fixation, the first component is fixed to the third component. The third component in turn is fixed to the second component. In a direct fixation of the first component to the second component is a frictional connection, a positive connection or material connection between the first component and the second component. This is expressed by the phrase "the first component has the second component". Thus, if the first component has the second component, the first component is fixed directly to the second component. In particular, there is a frictional connection, a positive connection or a material connection between the first component and the second component.
Bevorzugt erfolgt die Fixierung des Rotors des Generators ausschließlich an der Welle des Moduls oder der Nabe. Es gibt also neben der Welle des Moduls oder der Nabe und einer möglichen dritten Komponente, über die der Rotor an der Welle des Moduls oder der Nabe indirekt fixiert sein kann, keine weitere Komponente, an welcher der Rotor – direkt oder indirekt – fixiert ist. Preferably, the fixation of the rotor of the generator takes place exclusively on the shaft of the module or the hub. Thus, apart from the shaft of the module or the hub and a possible third component, via which the rotor can be indirectly fixed to the shaft of the module or the hub, there is no further component to which the rotor is fixed directly or indirectly.
Da die Welle des Moduls oder die Nabe um genau eine Drehachse drehbar gelagert ist, ist der Rotor des Generators infolge der Fixierung an der Welle des Moduls oder der Nabe um dieselbe Drehachse drehbar. Die Welle des Moduls oder die Nabe beschränkt also sämtliche translatorische Freiheitsgrade des Rotors des Generators und genau zwei rotatorische Freiheitsgrade des Rotors des Generators. Since the shaft of the module or the hub is rotatably mounted about exactly one axis of rotation, the rotor of the generator due to the fixation on the shaft of the module or the hub is rotatable about the same axis of rotation. The shaft of the module or the hub thus restricts all translatory degrees of freedom of the rotor of the generator and exactly two rotational degrees of freedom of the rotor of the generator.
Das Getriebe, das Modul und der Generator sind bevorzugt so angeordnet, dass entweder die Welle des Moduls oder die Welle des Getriebes durch die Stützstruktur und entsprechend durch das Lager hindurch verläuft. Insbesondere können die Stützstruktur und das Lager koaxial zu der Welle des Moduls und/oder der Welle des Getriebes um die Welle des Moduls und/oder die Welle des Getriebes herum verlaufen. The transmission, the module and the generator are preferably arranged so that either the shaft of the module or the shaft of the transmission passes through the support structure and correspondingly through the bearing. In particular, the support structure and the bearing may extend coaxially with the shaft of the module and / or the shaft of the transmission around the shaft of the module and / or the shaft of the transmission.
Eine solche Anordnung wird erreicht, wenn sich der Generator und das Getriebe mindestens teilweise auf zwei unterschiedlichen Seiten der Stützstruktur und des Lagers befinden. Mindestens ein Teil des Getriebes und mindestens ein Teil des Generators sind also auf unterschiedliche Seiten einer Ebene angeordnet, die durch die Stützstruktur und/oder durch das Lager verläuft. Ein Lastpfad eines von der Welle des Getriebes über die Welle des Moduls zu dem Rotor des Generators übertragenen, koaxial zu der Drehachse des Lagers und des Rotors des Generators ausgerichteten Drehmoments verläuft durch das Lager. Such an arrangement is achieved when the generator and the transmission are at least partially on two different sides of the support structure and the bearing. At least a part of the transmission and at least a part of the generator are thus arranged on different sides of a plane which passes through the support structure and / or through the bearing. A load path of torque transmitted from the shaft of the transmission via the shaft of the module to the rotor of the generator coaxially aligned with the axis of rotation of the bearing and the rotor of the generator passes through the bearing.
Die Stützstruktur kann an einem Gehäuse des Getriebes oder des Generators fixiert werden. Vorzugsweise sind die Stützstruktur und das Gehäuse miteinander verschraubbar. Weiterhin wird bevorzugt, dass ausschließlich das Gehäuse zur Fixierung der Stützstruktur dient. Die Stützstruktur ist also an keiner weiteren Komponente fixiert. Insbesondere wird eine lösbare Fixierung der Stützstruktur an dem Gehäuse bevorzugt. The support structure can be fixed to a housing of the transmission or of the generator. Preferably, the support structure and the housing are screwed together. Furthermore, it is preferred that only the housing serves for fixing the support structure. The support structure is thus fixed to any other component. In particular, a releasable fixation of the support structure to the housing is preferred.
Erfindungsgemäß ist eine Montagesicherung vorgesehen. Hierbei handelt es sich um eine – von dem Modul und von jedem Bestandteil des Moduls verschiedene – Vorrichtung, um den Rotor des Generators zu fixieren, vorzugsweise ortsfest, sodass sämtliche translatorische und rotatorische Bewegungen des Rotors des Generators unterbunden werden. Die Montagesicherung ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie sich entfernen lässt. According to the invention a mounting fuse is provided. This is a - different from the module and each component of the module - device to fix the rotor of the generator, preferably stationary, so that all translational and rotational movements of the rotor of the generator are suppressed. The mounting fuse is preferably designed so that it can be removed.
Vorteilhaft sind insbesondere zwei Ausführungsformen der Montagesicherung. In einer ersten Ausführungsform kann der Rotor des Generators mittels der Montagesicherung an dem Gehäuse des Getriebes fixiert werden. Eine Fixierung an dem Gehäuse des Getriebes wird bevorzugt, da dies die Demontage des Gehäuses des Generators ermöglicht und die Montagesicherung einfach zugänglich macht. In particular, two embodiments of the mounting fuse are advantageous. In a first embodiment, the rotor of the generator can be fixed by means of the mounting fuse to the housing of the transmission. A fixation on the housing of the transmission is preferred, as this allows the disassembly of the housing of the generator and makes the mounting fuse easily accessible.
In einer zweiten Ausführungsform der Montagesicherung kann der Rotor des Generators mittels der Montagesicherung an dem Gehäuse des Generators fixiert werden. In a second embodiment of the mounting fuse, the rotor of the generator can be fixed by means of the mounting fuse to the housing of the generator.
Erfindungsgemäß kann das Modul montiert und demontiert werden, ohne dass Teile des Getriebes, insbesondere dessen Welle, oder Teile des Generators, insbesondere dessen Rotor, demontiert werden müssen. According to the invention, the module can be mounted and dismounted without parts of the Transmission, in particular its shaft, or parts of the generator, in particular its rotor, must be dismantled.
Eine Fixierung der Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes oder des Generators ist bevorzugt lösbar ausgebildet. Zudem ist bevorzugt der Rotor des Generators an der Welle oder Nabe lösbar fixiert. Auch die drehfeste Verbindung der Welle des Moduls oder der Nabe mit der Welle des Getriebes ist bevorzugt lösbar. A fixation of the support structure to the housing of the transmission or of the generator is preferably detachable. In addition, preferably, the rotor of the generator is releasably fixed to the shaft or hub. The rotationally fixed connection of the shaft of the module or the hub with the shaft of the transmission is preferably solvable.
Im Betriebszustand dient die Welle des Moduls oder die Nabe dazu, den Rotor des Generators zu stützen. Wird jedoch das Modul und damit dessen Welle oder die Nabe demontiert, fehlt diese Unterstützung. Um in Anbetracht dessen den Rotor des Generators zu fixieren, ist die Montagesicherung vorgesehen. In operation, the shaft of the module or the hub serves to support the rotor of the generator. However, if the module and thus its shaft or hub disassembled, this support is missing. In view of this, to fix the rotor of the generator, the mounting fuse is provided.
Die Montierbarkeit und Demontierbarkeit des Moduls ist insbesondere im Wartungsfall von Vorteil. So reduziert sich die Zeit, die benötigt wird, um im Schadensfall eine der Komponenten des Moduls instand zu setzen. Es ist nicht erforderlich, den Generator – wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen – Bauteil für Bauteil zu demontieren, um an das schadhafte Teil zu gelangen. Stattdessen kann, etwa in einer Werkstatt, ein Modul vorbereitet werden, dass gegen das Modul mit der schadhaften Komponente ausgetauscht wird. The ability to install and disassemble the module is particularly advantageous in the case of maintenance. This reduces the time required to repair one of the components of the module in the event of damage. It is not necessary, the generator - as in the known from the prior art solutions - to dismantle component by component to get to the defective part. Instead, for example, in a workshop, a module can be prepared that is exchanged for the module with the defective component.
Weiterhin reduziert sich das Gewicht der Komponenten, die zur Montage und Demontage mittels eines Krans gehoben werden müssen. Während bisher üblicherweise eine externer Kran erforderlich war, um den Generator vom Getriebe zu trennen, kann das Modul mittels eines in die Triebwerksgondel der Windkraftanlage integrierten Krans montiert und demontiert werden. Dies spart Zeit und eliminiert die für die Bereitstellung des externen Krans anfallenden Kosten. Furthermore, reduces the weight of the components that need to be lifted for assembly and disassembly by means of a crane. While traditionally an external crane was required to disconnect the generator from the transmission, the module can be assembled and disassembled by means of a crane integrated into the wind turbine's nacelle. This saves time and eliminates the cost of providing the external crane.
Dass der Rotor des Generators an seinem Platz verweilen kann, ist darüber hinaus von Vorteil, da der Rotor des Generators in der Regel starke Permanentmagnete aufweist. Muss der Rotor des Generators entfernt werden, besteht die Gefahr einer Anziehung ferromagnetischer Komponenten innerhalb der Triebwerksgondel. Dadurch könnten in der Triebwerksgondel arbeitende Monteure verletzt werden. Auch besteht die Gefahr einer Beschädigung des Rotors. The fact that the rotor of the generator can stay in place, is also advantageous because the rotor of the generator usually has strong permanent magnets. If the rotor of the generator has to be removed, there is a risk of attraction of ferromagnetic components within the engine nacelle. This could injure technicians working in the engine nacelle. There is also the risk of damage to the rotor.
Eine Transportsicherung kann vorgesehen sein, um den Generator ohne das Modul transportieren zu können. Mittels einer derartigen Transportsicherung kann der Rotor des Generators an dem Gehäuse des Getriebes fixiert werden. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Modul vom Hersteller des Getriebes hergestellt und der Generator (ohne das Modul) von einem Generatorhersteller zugeliefert wird. Je nach Ausgestaltung der Baugruppe kann auch die Montagesicherung als Transportsicherung verwendet werden. A transport lock can be provided in order to be able to transport the generator without the module. By means of such a transport lock the rotor of the generator can be fixed to the housing of the transmission. This is particularly important if the module is manufactured by the manufacturer of the gearbox and the generator (without the module) is supplied by a generator manufacturer. Depending on the design of the module and the mounting fuse can be used as a transport lock.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erfüllt das Modul die Funktion der Transportsicherung. Zu diesem Zweck kann mindestens ein erster Teil des Gehäuses des Generators mindestens an der Stützstruktur fixiert werden. Das Gehäuse des Getriebes ist dann so ausgestaltet, dass die Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes fixiert werden kann. In a particularly preferred embodiment of the invention, the module fulfills the function of the transport lock. For this purpose, at least a first part of the housing of the generator can be fixed at least to the support structure. The housing of the transmission is then designed so that the support structure can be fixed to the housing of the transmission.
Die Fixierung des ersten Teils des Gehäuses des Generators an der Stützstruktur ermöglicht es, das Modul und den Generator als Einheit zu montieren und zu demontieren. Das Modul kann also montiert und demontiert werden, während mindestens der erste Teil des Gehäuses des Generators an der Stützstruktur fixiert ist. The fixation of the first part of the housing of the generator to the support structure makes it possible to assemble and disassemble the module and the generator as a unit. Thus, the module can be assembled and disassembled, while at least the first part of the housing of the generator is fixed to the support structure.
Eine derartige Weiterbildung versetzt einen Hersteller des Generators in die Lage, das Modul zum Testen des Generators zu verwenden. Der Generator wird dann mit dem Modul an einen Hersteller des Getriebes geliefert, wobei das Modul als Transportsicherung dienen kann. Such a development enables a manufacturer of the generator to use the module to test the generator. The generator is then supplied with the module to a manufacturer of the transmission, the module can serve as a transport lock.
Neben dem Rotor des Generators verbleibt in einer weiterhin bevorzugten Weiterbildung der Erfindung auch der Stator des Generators in seiner Position, wenn das Modul montiert und demontiert wird. Das Modul kann weiterbildungsgemäß montiert und demontiert werden, während mindestens ein erster Teil des Gehäuses des Generators an dem Gehäuse des Getriebes fixiert ist. Bevorzugt ist dabei das Gehäuse des Generators dabei als Träger für den Stator des Generators ausgebildet. In addition to the rotor of the generator remains in a further preferred embodiment of the invention, the stator of the generator in its position when the module is mounted and dismounted. The module can be further assembled and disassembled, while at least a first part of the housing of the generator is fixed to the housing of the transmission. In this case, the housing of the generator is preferably designed as a carrier for the stator of the generator.
Als Stator bezeichnet man allgemein den feststehenden, unbeweglichen Teil eines Generators. As a stator is generally referred to the fixed, immovable part of a generator.
Die Stützstruktur und damit auch das Lager befinden sich bevorzugt außerhalb des Gehäuses des Getriebes. Insbesondere befinden sich also die Stützstruktur und das Lager außerhalb des Gehäuses des Getriebes, bevor sie montiert werden und nachdem sie montiert wurden, d.h. nachdem die Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes oder des Generators fixiert wurde. The support structure and thus also the bearing are preferably outside of the housing of the transmission. In particular, therefore, the support structure and the bearing are outside the housing of the transmission before being assembled and after being mounted, i. after the support structure has been fixed to the housing of the transmission or the generator.
Bevorzugt wird weiterhin eine Anordnung der Stützstruktur und damit des Lagers innerhalb des Gehäuses des Generators im montierten Zustand. Wenn die Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes oder des Generators fixiert wurde, befindet sie sich demnach innerhalb des Gehäuses des Generators. Furthermore, an arrangement of the support structure and thus of the bearing within the housing of the generator in the mounted state is preferred. If the support structure has been fixed to the housing of the gearbox or the generator, it is Accordingly, within the housing of the generator.
Um das Modul warten zu können, wird das Gehäuse des Generators vorzugsweise derart ausgeführt, dass sich das Modul, nachdem die Fixierung der Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes oder des Generators gelöst wurde, und nachdem die Fixierung des Rotors des Generators an der Welle oder Nabe gelöst wurde und der Rotor des Generators mittels der Montagesicherung fixiert wurde, aus dem Gehäuse des Generators entnehmen lässt. Insbesondere muss dazu das Modul von außerhalb durch das Gehäuse des Generators zugänglich sein. Das Modul kann also montiert und demontiert werden, während mindestens ein erster Teil des Gehäuses des Generators an dem Gehäuse des Getriebes fixiert ist. In order to be able to service the module, the housing of the generator is preferably designed such that, after the fixation of the support structure to the housing of the transmission or of the generator has been released, and after the fixation of the rotor of the generator to the shaft or hub was released and the rotor of the generator was fixed by means of the mounting fuse, can be seen from the housing of the generator. In particular, the module must be accessible from outside through the housing of the generator. Thus, the module can be assembled and disassembled, while at least a first part of the housing of the generator is fixed to the housing of the transmission.
Der erste Teil des Gehäuses des Generators weist bevorzugt eine Öffnung auf, durch die das Modul zur Montage und Demontage zugänglich ist. Insbesondere kann das Modul zur Montage und Demontage durch die Öffnung in das Innere des Getriebes des Generators eingeführt werden und aus dem Inneren des Gehäuses des Generators entfernt werden. The first part of the housing of the generator preferably has an opening through which the module is accessible for assembly and disassembly. In particular, the assembly and disassembly module may be inserted through the opening into the interior of the transmission of the generator and removed from within the housing of the generator.
Vorzugsweise ist das Gehäuse des Generators mindestens zweiteilig ausgeführt. Eine Abdeckung bildet dabei einen zweiten Teil des Gehäuses des Generators. Die Abdeckung kann so an dem ersten Teil des Gehäuses des Generators fixiert werden, dass sie die Öffnung verschließt. Zur Montage und Demontage des Moduls kann die Abdeckung abgenommen werden, so dass die Öffnung freiliegt. Preferably, the housing of the generator is designed at least in two parts. A cover forms a second part of the housing of the generator. The cover can be fixed to the first part of the housing of the generator so that it closes the opening. To remove and install the module, the cover can be removed so that the opening is exposed.
Bei einem zweiteiligen Gehäuse mit der oben beschriebenen Abdeckung als zweiten Teil ist es möglich, die Baugruppe so auszugestalten, dass der Rotor mittels der Montagesicherung an dem ersten Gehäuse des Generators fixiert werden kann. In a two-part housing with the cover described above as the second part, it is possible to design the assembly so that the rotor can be fixed by means of the mounting fuse to the first housing of the generator.
Mindestens ein Fixierelement kann vorgesehen sein, die Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes oder des Generators zu fixieren. Mindestens ein weiteres Fixierelement kann vorgesehen sein, mindestens den ersten Teil des Generators an der Stützstruktur zu fixieren. Insbesondere lösbare Fixierungen der Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes oder des Generators sowie des ersten Teil des Generators an der Stützstruktur können mittels eines solchen Fixierelements realisiert werden. At least one fixing element may be provided to fix the support structure to the housing of the transmission or of the generator. At least one further fixing element can be provided to fix at least the first part of the generator to the support structure. In particular releasable fixations of the support structure to the housing of the transmission or the generator and the first part of the generator to the support structure can be realized by means of such a fixing element.
Um das Modul zu montieren und demontieren zu können, müssen die Fixierelemente aber zugänglich sein. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist daher der Rotor des Generators, ein erstes Zwischenstück oder die Nabe mindestens eine erste Aussparung auf, durch die mindestens eins der Fixierelemente eingebracht und/oder entfernt werden kann. To be able to mount and dismount the module, however, the fixing elements must be accessible. In a further preferred development, therefore, the rotor of the generator, a first intermediate piece or the hub has at least one first recess through which at least one of the fixing elements can be introduced and / or removed.
Bei dem ersten Zwischenstück handelt es sich um ein Bauteil, das als Verbindung zwischen dem Rotor des Generators und der Welle des Moduls oder der Nabe vorgesehen sein kann. Der Rotor des Generators kann also mit dem ersten Zwischenstück verfügt werden. Das Zwischenstück kann entsprechend mit der Welle des Moduls oder der Nabe verfügt werden. The first intermediate piece is a component which may be provided as a connection between the rotor of the generator and the shaft of the module or the hub. The rotor of the generator can therefore be equipped with the first intermediate piece. The spacer can be fitted with the shaft of the module or the hub.
Üblicherweise ist das Modul relativ zu dem Rotor des Generators getriebeseitig, d.h. in Richtung des Getriebes versetzt, angeordnet. Entsprechend ist der Rotor des Generators relativ zu dem Modul generatorseitig, d.h. in Richtung des Generators versetzt, angeordnet. Um dennoch das Modul montieren und demontieren zu können, währen der Rotor des Generators mittels der Montagesicherung fixiert ist, weist der Rotor des Generators in einer bevorzugten Weiterbildung eine zweite Aussparung auf, durch die das Modul mindestens teilweise hindurch geführt werden kann. Diese Aussparung ist bevorzugt mittig angeordnet, d.h. die Drehachse des Rotors des Generators verläuft durch die zweite Aussparung. Usually, the module is gear-side relative to the rotor of the generator, i. offset in the direction of the transmission, arranged. Accordingly, the rotor of the generator relative to the module is generator side, i. offset in the direction of the generator, arranged. In order to still be able to assemble and disassemble the module, while the rotor of the generator is fixed by the mounting fuse, the rotor of the generator in a preferred embodiment, a second recess through which the module can be at least partially passed. This recess is preferably centered, i. the axis of rotation of the rotor of the generator passes through the second recess.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausgestaltung des Moduls können verschiedene Zwischenstücke zur Verbindung mit dem Rotor des Generators oder mit der Welle des Getriebes erforderlich sein. Das oben genannte erste Zwischenstück wird vorzugsweise verwendet, um im Falle einer Ausgestaltung des Moduls mit der Welle den Rotor des Generators mit dieser Welle zu verbinden. Die Welle lässt sich so anordnen, dass sie in das Gehäuse des Getriebes hineinragt. Innerhalb des Gehäuses des Getriebes befindet sich dann ein Element, vorzugsweise eine Passverzahnung, um die Welle des Getriebes drehfest mit der Welle des Moduls zu verbinden. Depending on the particular configuration of the module, different intermediate pieces may be required for connection to the rotor of the generator or to the shaft of the transmission. The above-mentioned first intermediate piece is preferably used to connect the rotor of the generator with this shaft in the case of an embodiment of the module with the shaft. The shaft can be arranged so that it protrudes into the housing of the transmission. Within the housing of the transmission is then an element, preferably a spline to rotatably connect the shaft of the transmission with the shaft of the module.
Im Falle der Ausgestaltung des Moduls mit der Nabe kann die Nabe direkt mit dem Rotor des Generators verfügt werden. Allerdings wird dann bevorzugt ein zweites Zwischenstück verwendet, um die Nabe mit der Welle des Getriebes drehfest zu verbinden. Dabei ist die Nabe mit dem zweiten Zwischenstück verfügt. Insbesondere wird bevorzugt, dass die Nabe und das zweite Zwischenstück lösbar verfügt werden, so dass das zweite Zwischenstück zur Montage und Demontage des Moduls von der Nabe entfernt werden kann. Weiterhin ist das zweite Zwischenstück ausgebildet, mit der Welle des Getriebes eine drehfeste Verbindung einzugehen. Vorzugsweise wird das zweite Zwischenstück mittels einer Passverzahnung drehfest mit der Welle des Getriebes verbunden. In the case of the design of the module with the hub, the hub can be equipped directly with the rotor of the generator. However, a second intermediate piece is then preferably used to connect the hub with the shaft of the transmission rotatably. The hub is equipped with the second adapter. In particular, it is preferred that the hub and the second intermediate piece are detachably disposed so that the second intermediate piece for assembly and disassembly of the module can be removed from the hub. Furthermore, the second intermediate piece is formed to enter a rotationally fixed connection with the shaft of the transmission. Preferably, the second intermediate piece is rotatably connected by means of a splines with the shaft of the transmission.
Um die Montage und Demontage des Moduls zu ermöglichen, sind in einer weiteren bevorzugten Weiterbildung das erste Zwischenstück und/oder das zweite Zwischenstück demontierbar. Bevorzugt wird insbesondere, dass das erste Zwischenstück und/oder das zweite Zwischenstück demontiert werden können, wenn der Rotor des Generators mittels der Montagesicherung fixiert ist, während mindestens der erste Teil des Gehäuses des Generators an dem Gehäuse des Getriebes fixiert ist, und während das Modul montiert ist, d.h. die Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes oder des Generators fixiert ist. In order to allow the assembly and disassembly of the module, are in another preferred development, the first intermediate piece and / or the second intermediate piece disassembled. It is particularly preferred that the first intermediate piece and / or the second intermediate piece can be disassembled when the rotor of the generator is fixed by means of the mounting fuse, while at least the first part of the housing of the generator is fixed to the housing of the transmission, and while the module is mounted, that is, the support structure is fixed to the housing of the transmission or the generator.
Dass das erste Zwischenstück, wie oben beschrieben, demontiert werden kann wird besonders bevorzugt wird, wenn das erste Zwischenstück keine Aussparung aufweist. In diesem Fall kann es erforderlich sein, das erste Zwischenstück zu demontieren, damit das Fixierelement, das dazu dient, die Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes oder Generators zu fixieren, zugänglich ist. That the first intermediate piece, as described above, can be dismantled is particularly preferred when the first intermediate piece has no recess. In this case, it may be necessary to disassemble the first intermediate piece so that the fixing element, which serves to fix the supporting structure to the housing of the gearbox or generator, is accessible.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren, um das oben beschriebene Modul aus der Baugruppe zu entfernen umfasst die folgenden Schritte:
- – ggf. Öffnen des Generators, bzw. Entfernen der Abdeckung des Gehäuses des Generators;
- – Fixieren des Rotors des Generators mittels der Montagesicherung;
- – Lösen der Fixierung des Rotors des Generators an der Welle oder Nabe;
- – ggf. Demontieren des ersten Zwischenstücks und/oder des zweiten Zwischenstücks;
- – Lösen der Fixierung der Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes oder des Generators, etwa in dem das Fixierelement entfernt wird;
- – Entfernen des Moduls.
- - If necessary, opening the generator, or removing the cover of the housing of the generator;
- - Fixing the rotor of the generator by means of the mounting fuse;
- - Release the fixation of the rotor of the generator to the shaft or hub;
- - if necessary, dismantling the first intermediate piece and / or the second intermediate piece;
- - Release the fixation of the support structure to the housing of the transmission or the generator, such as in the fixing element is removed;
- - Remove the module.
Diese Verfahrensschritte werden vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt. Die Angabe der Reihenfolge ist dabei nicht abschließend. So sind alternative Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren mit einer abweichenden Reihenfolge der angegebenen Verfahrensschritte möglich. These process steps are preferably carried out in the order given. The specification of the order is not exhaustive. Thus, alternative embodiments of the method according to the invention are possible with a different order of the specified method steps.
Durch Ausführung gegenteiliger Verfahrensschritte in umgekehrter Reihenfolge ist es möglich, das Modul in der Baugruppe zu montieren. Ein solches Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- – Einsetzen des Moduls;
- – Fixieren der Stützstruktur an dem Gehäuse des Getriebes oder des Generators;
- – ggf. Verfügen des Rotors des Generators mit dem ersten Zwischenstück und Verfügen des ersten Zwischenstücks mit der Welle des Moduls oder der Nabe, und/oder Ausbilden einer drehfesten Verbindung zwischen dem zweiten Zwischenstück und der Welle des Getriebes und Verfügen des zweiten Zwischenstücks mit der Nabe;
- – Fixieren des Rotors des Generators an der Welle des Moduls oder der Nabe;
- – Entfernen der Montagesicherung;
- – Schließen des Gehäuses des Generators.
- - inserting the module;
- - Fixing the support structure to the housing of the transmission or the generator;
- Optionally having the rotor of the generator with the first intermediate piece and having the first intermediate piece with the shaft of the module or the hub, and / or forming a rotationally fixed connection between the second intermediate piece and the shaft of the transmission and having the second intermediate piece with the hub ;
- - fixing the rotor of the generator to the shaft of the module or the hub;
- - removing the mounting fuse;
- - Close the housing of the generator.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die in den Figuren dargestellt sind. Übereinstimmende Bezugszeichen kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt Hereinafter, embodiments of the invention will be described, which are illustrated in the figures. Matching reference signs indicate the same or functionally identical features. In detail shows
Eine erste Welle
De zweite Welle
Ein erstes Zwischenstück
Ein Generatorgehäuse
Um das Innere des Generatorgehäuses
Die zweite Welle
Um das Modul
Nach dem Entfernen des ersten Zwischenstücks
Ein modifiziertes Verfahren zeigt
Das in
Die erste Welle
Die Schrauben
Die Schrauben
Bei dem in
Zur Demontage des Moduls
Um den Rotor zu fixieren, wird der innere Mantel
In den im dem äußeren Mantel
Wenn das Modul
Im regulären Betrieb befindet sich zwischen der Scheibe
Wie in
Zur Demontage des Moduls
Die Montage des Moduls
Das Getriebegehäuse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 102 102
- erste Welle first wave
- 104 104
- Getriebegehäuse gearbox
- 106 106
- Passverzahnung pass teeth
- 108 108
- zweite Welle second wave
- 110 110
- Lager camp
- 112 112
- Stützstruktur support structure
- 114 114
- Schrauben screw
- 116 116
- erstes Zwischenstück first intermediate piece
- 118 118
- Rotor rotor
- 120 120
- Schraube screw
- 122 122
- Schraube screw
- 124 124
- Generatorgehäuse generator housing
- 126 126
- Abdeckung cover
- 128 128
- Modul module
- 202 202
- Montagesicherung Mount fuse
- 302 302
- Aussparung recess
- 402 402
- Nabe hub
- 404 404
- zweites Zwischenstück second intermediate piece
- 502 502
- Aussparung recess
- 602 602
- äußerer Mantel outer coat
- 604 604
- innerer Mantel inner coat
- 606 606
- Schraube screw
- 608 608
- Gewindepaarung thread pairing
- 610 610
- Widerlager abutment
- 612 612
- Gewinde thread
- 702 702
- Nut groove
- 704 704
- Scheibe disc
- 706 706
- Getriebekomponente transmission component
- 802 802
- Schraube screw
- 804 804
- Aussparung recess
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0811764 B1 [0003] EP 0811764 B1 [0003]
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DE102014201465.4A DE102014201465A1 (en) | 2014-01-28 | 2014-01-28 | Modular coupling of a wind turbine gearbox with a generator |
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-
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Legal Events
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---|---|---|---|
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