DE102018215961A1 - Blattlagersystem für eine Windkraftanlage, Windkraftanlage, Verfahren zur Herstellung eines Blattlagersystems - Google Patents

Blattlagersystem für eine Windkraftanlage, Windkraftanlage, Verfahren zur Herstellung eines Blattlagersystems Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blattlagersystem für eine Windkraftanlage, umfassend eine Komponente und ein Blattlager, wobei das Blattlager eine Durchgangsbohrung aufweist, wobei die Komponente und das Blattlager mithilfe eines Verbindungsmittels verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrung einen ersten Bereich umfasst, wobei der erste Bereich einen ersten Durchmesser aufweist, wobei die Durchgangsbohrung einen zweiten Bereich umfasst, wobei der zweite Bereich einen zweiten Durchmesser aufweist, wobei der erste und zweite Durchmesser unterschiedlich sind, wobei die Durchgangsbohrung im ersten Bereich ein Gewinde aufweist, wobei das Verbindungmittel ein Gegengewinde aufweist, wobei das Gewinde und das Gegengewinde ineinandergreifen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blattlagersystem für eine Windkraftanlage, umfassend eine Komponente und ein Blattlager, wobei das Blattlager eine Durchgangsbohrung aufweist, wobei die Komponente und das Blattlager mithilfe eines Verbindungsmittels verbunden sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Windkraftanlage, umfassend eine Nabe und ein Blattlagersystem, und ein Verfahren zur Herstellung eines Blattlagersystems.
  • Mithilfe von derartigen Blattlagern werden Rotorblätter mit der Nabe bzw. Rotornabe der Windkraftanlage verbunden. Beispielsweise ist aus der WO 2012/175204 A1 ein Großwälzlager als Blattlager für eine Windkraftanlage bekannt. Typischerweise kommen zur Befestigung der Rotorblätter am Blattlager dabei Sacklochbohrungen und/oder Bolzen mit Muttern zum Einsatz. Bei der Verwendung von Sacklochbohrungen ergeben sich jedoch durch die hohen zyklischen Belastungen, die auf ein Blattlager einer Windkraftanlage wirken, Kerbwirkungen, die zu Ringspannungsschäden führen und einen erhöhten Verschleiß verursachen. Durch die Verwendung von Muttern oder Schraubenköpfen am nabenseitigen Bereich eines Blattlagers wird hingegen nachteilhaft wertvoller Bauraum verschwendet. Entsprechend muss die Anschlusskonstruktion der Nabe angepasst werden, was zu erhöhten Kosten führt und diverse Ausführungsformen von Naben platzbedingt unmöglich macht.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Blattlagersystem für eine Windkraftanlage vorzuschlagen, mit welchem eine verbesserte Ausnutzung von vorhandenem Bauraum möglich ist und/oder Spannungsschäden vermieden werden können.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Blattlagersystem für eine Windkraftanlage, umfassend eine Komponente und ein Blattlager, wobei das Blattlager eine Durchgangsbohrung aufweist, wobei die Komponente und das Blattlager mithilfe eines Verbindungsmittels verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrung einen ersten Bereich umfasst, wobei der erste Bereich einen ersten Durchmesser aufweist, wobei die Durchgangsbohrung einen zweiten Bereich umfasst, wobei der zweite Bereich einen zweiten Durchmesser aufweist, wobei der erste und zweite Durchmesser unterschiedlich sind, wobei die Durchgangsbohrung im ersten Bereich ein Gewinde aufweist, wobei das Verbindungmittel ein Gegengewinde aufweist, wobei das Gewinde und das Gegengewinde ineinandergreifen.
  • Erfindungsgemäß ist es dadurch möglich, dass auf die Verwendung von Muttern, insbesondere an der von der Komponente abgewandten Seite des Blattlagers, verzichtet werden kann. Hierdurch ergeben sich vorteilhafte Möglichkeiten für die Ausnutzung des vorhandenen Bauraums und vielfältigere Möglichkeiten bei der Ausgestaltung der angrenzenden Bauteile der Windkraftanlage. Beispielsweise können somit erfindungsgemäß Nabenanschlüsse bzw. Naben geometrische Ausgestaltungen aufweisen, die andernfalls (bei der Verwendung einer Mutter) nicht möglich wären. Insbesondere werden erfindungsgemäß die Modularität sowie die Kombinationsmöglichkeiten einzelner Bauteile des Blattlagersystems verbessert, da ein und dasselbe Blattlagersystem für verschiedene Nabenanschlusskonstruktionen bzw. Naben verwendet werden kann, ohne dass aufwendige oder teure Anpassungen nötig sind. Gleichzeitig ist es erfindungsgemäß durch die Verwendung einer Durchgangsbohrung möglich, dass Spannungsschäden im Blattlager vorteilhaft vermieden werden. Dieser Vorteil ergibt sich insbesondere gegenüber der Verwendung von Sacklochbohrungen. Durch die typischerweise hohen zyklischen Belastungen würde die mit einer Sacklochbohrung einhergehende Kerbwirkung zu Ringspannungsschäden führen. Durch die voneinander verschiedenen ersten und zweiten Durchmesser, ist es vorteilhaft möglich, die Durchgangsbohrung als Stufenbohrung auszuführen. Der erste Durchmesser bezieht sich dabei insbesondere auf den Innendurchmesser bzw. Kerndurchmesser des Gewindes (Innengewindes) im ersten Bereich. Erfindungsgemäß kann eine feste Verbindung mithilfe des Gewindes und des Gegengewindes zwischen der Komponente und dem Blattlager hergestellt werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser ist. Hierdurch ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, die Durchgangsbohrung als Stufenbohrung auszuführen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass im zweiten Bereich der Durchgangsbohrung eine Innenwandung der Durchgangsbohrung und das Verbindungsmittel formschlüssig angeordnet sind. Hierdurch ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass im zweiten Bereich eine Auflagefläche zwischen der Außenwandung des Verbindungsmittels und der Innenwandung der Durchgangsbohrung im zweiten Bereich entsteht, sodass ein Kraftübertrag (insbesondere senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung der Durchgangsbohrung) vorteilhaft über die Auflagefläche erfolgen kann (und nicht lediglich über das Gewinde und Gegengewinde). Hierfür ist es besonders bevorzugt, dass im zweiten Bereich weder die Durchgangsbohrung noch das Verbindungsmittel ein Gewinde/Gegengewinde aufweisen, sie also frei von Gewinden sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der zweite Bereich in einer Haupterstreckungsrichtung der Durchgangsbohrung zwischen der Komponente und dem ersten Bereich angeordnet ist. Bevorzugt ergibt sich somit die Möglichkeit, dass der erste Bereich (und bevorzugt das Gewinde des ersten Bereichs) bis an eine Oberfläche des Blattlagers (bzw. des Blattlagerrings in dem die Durchgangsbohrung angeordnet ist) heranreicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Blattlager einen ersten Blattlagerring und einen zweiten Blattlagerring umfasst, wobei die Durchgangsbohrung im ersten Blattlagerring angeordnet ist, wobei der erste Blattlagerring insbesondere als Innenring des Blattlagers ausgebildet ist. Entsprechend ist es denkbar, dass der zweite Blattlagerring als Außenring ausgebildet ist. Alternativ ist es denkbar, dass der erste Blattlagerring als Außenring und der zweite Blattlagerring als Innenring ausgebildet ist
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Blattlager einen ersten Blattlagerring und einen zweiten Blattlagerring umfasst, wobei die Durchgangsbohrung im zweiten Blattlagerring angeordnet ist, wobei der zweite Blattlagerring insbesondere als Außenring des Blattlagers ausgebildet ist. Entsprechend ist es denkbar, dass der erste Blattlagerring als Innenring ausgebildet ist.
  • Es ist ebenso denkbar, dass sowohl der Innenring als auch der Außenring jeweils eine Durchgangsbohrung mit jeweils einem ersten und zweiten Bereich gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufweisen. Entsprechend ist es denkbar, dass sowohl eine Nabe bzw. ein Nabenextender als auch eine Komponente (beispielsweise ein Blatt) mithilfe jeweils einer im Blattlager ausgebildeten Durchgangsbohrung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem Blattlager verbunden werden.
  • Es ist ferner möglich, dass der erste und/oder zweite Blattlagerring (jeweils) mehrere Teilkomponenten umfasst. Beispielsweise ist es denkbar, dass der erste oder zweite Blattlagerring einen Tragring und einen Haltering umfasst (beispielsweise im Fall einer dreireihigen Rollendrehverbindung). Entsprechend ist es denkbar, dass die Durchgangsbohrung zu Teilen in mehreren der Teilkomponenten ausgebildet ist, beispielsweise im Tragring und im Haltering, und diese Teilkomponenten bevorzugt gänzlich durchdringt. Der erste Bereich der Durchgangsbohrung (und somit das Gewinde) kann in einer beliebigen Teilkomponente des ersten oder zweiten Blattlagerrings ausgebildet sein. Insbesondere ist es möglich, dass der erste Bereich im Haltering oder im Tragring (bevorzugt eines Außenrings) ausgebildet ist. Im Falle einer dreireihigen Rollendrehverbindung ist unter einem Haltering insbesondere die Teilkomponente (eines Außenrings) zu verstehen, die die Radialbahn nur seitlich führt. Unter einem Tragring ist insbesondere die Teilkomponente zu verstehen, die die Last auf den Nasenring überträgt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass der Außenring und/oder der Innenring drehend ausgebildet sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der Außenring als Nasenring mit oder ohne Verzahnung ausgebildet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der Innenring als Nasenring mit oder ohne eine Verzahnung ausgebildet ist.
  • Je nachdem, wo bei der Anschlusskonstruktion der Antrieb über eine Verzahnung läuft, wird der Nasenring üblicherweise dort angeordnet, da die Verzahnung gewöhnlich am Nasenring und nicht am geteilten Gegenring angebracht ist. Häufig ist der Antrieb zur Verstellung des Blattlagers (pitching) an der Nabe angeordnet und der Außenring des Blattlagers ist an der Nabe befestigt. In diesen Fällen wird dann der Innenring angetrieben, der mit der Komponente/dem Rotorblatt verbunden ist. Wenn das Blattlager als 3-reihige Rollendrehverbindung (kurz: 3-RD) ausgeführt ist (vgl. 2 und 3), dann ist bei dieser am häufigsten anzutreffenden Konstruktion der nicht geteilte Nasenring derjenige, der mit der Komponente/dem Rotorblatt verbunden ist und den Innenring des Blattlagers bildet. Der kritische Bauraum liegt in diesen Fällen dann meistens an der Nabenseite im Bereich desjenigen Lagerrings vor, der mit der Komponente/dem Rotorblatt verbunden ist. Daher ist bei dieser in der Praxis am häufigsten anzutreffenden Konstruktion die erfindungsgemäße Durchgangsbohrung in dem ungeteilten Nasenring angeordnet (und nicht wie in den 2 und 3 dargestellt in dem geteilten Lagerring).
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Kreuzrolle oder einer Doppelkreuzrolle denkbar.
  • Es ist denkbar, dass ein Blatt mit einlaminierten Hülsen oder „Blade Root Inserts“ versehen ist. Mithilfe einer Flanschverbindung (wie z.B. einem Extender, insbesondere einer Art Trichter) wird die Verbindung mit Gewindebohrung möglich.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verbindungsmittel einen Bolzen oder eine Schraube umfasst. Hierdurch ist es gemäß einer Ausführungsform der Erfindung möglich, dass der Bolzen oder die Schraube das Gegengewinde in einem Teilbereich des Bolzens oder der Schraube aufweisen, so dass das Gewinde des ersten Bereichs der Durchgangsbohrung und das Gegengewinde ineinandergreifen können. Derart kann eine Verbindung zwischen dem Bolzen/der Schraube und dem Blattlager hergestellt werden. Insbesondere ist dabei bevorzugt, dass - im Fall der Verwendung einer Schraube - ein Schraubenkopf der Schraube am komponentenseitigen Ende der Schraube ausgebildet ist, sodass eine von der Komponente abgewandte Oberfläche des Blattlagers bzw. ein dort angeordneter kritischer Bauraum frei von dem Schraubenkopf bleibt. Entsprechend kann die Komponente zwischen Schraubenkopf und Blattlager fixiert werden. Ferner ist es - insbesondere im Fall der Verwendung eines Bolzens - denkbar, dass eine Bohrung der Komponente ein Innengewinde aufweist, welches in ein Außengewinde des Bolzens greift. Somit kann der Bolzen mit der Komponente fest verbunden werden. Auch die Verwendung einer Mutter (am komponentenseitigen Ende des Bolzens), mit deren Hilfe die Komponente am Bolzen befestigt ist, ist alternativ oder zusätzlich möglich.
  • Insbesondere ist es denkbar, dass das Verbindungsmittel ein Bolzen oder eine Schraube ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Endfläche des Verbindungsmittels innerhalb der Durchgangsbohrung angeordnet ist oder schlüssig mit einer von der Komponente abgewandten Oberfläche des Blattlagers, insbesondere einer Oberfläche des ersten Blattlagerrings, angeordnet ist. Hierdurch ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass das Verbindungsmittel nicht über die von der Komponente abgewandte Seite /Oberfläche des Blattlagers hinausragt. Somit kann der Außenbereich des Blattlagers bzw. ein dort angeordneter kritischer Bauraum vorteilhaft frei von einem Bolzen oder einer Schraube bleiben, wodurch eine Kombination des Blattlagersystems mit verschiedenen Naben bzw. Nabenanschlüssen möglich ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Komponente ein Rotorblatt und/oder eine Rotorblattverlängerung umfasst.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Blattlager weitere Durchgangsbohrungen aufweist, wobei die weiteren Durchgangsbohrungen bevorzugt die gleichen Merkmale aufweisen wie die Durchgangsbohrung.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Komponente eine Bohrung aufweist, wobei eine Mittelachse der Durchgangsbohrung mit einer weiteren Mittelachse der Bohrung fluchtet. Hierdurch ist es insbesondere möglich, dass mithilfe der Durchgangsbohrung und der Bohrung sowie einem in die Durchgangsbohrung und die Bohrung eingebrachten Verbindungsmittel eine Verbindung zwischen der Komponente und dem Blattlagerring hergestellt wird. Beispielsweise kann die Bohrung direkt im Anschlussbereich des Rotorblatts oder auch im Anschlussbereich einer Rotorblattverlängerung (welche als vom Rotorblatt separates Bauteil ausgeführt sein kann) vorhanden sein.
  • Erfindungsgemäß kommen verschiedene Typen von Blattlagern in Frage. Beispielsweise ist es gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung denkbar, dass das Blattlager eine dreireihige Rollendrehverbindung, ein Toroidallager, ein Vierpunktlager oder ein Doppelvierpunktlager umfasst bzw. als dreireihige Rollendrehverbindung, Toroidallager, Vierpunktlager oder Doppelvierpunktlager ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Windkraftanlage, umfassend eine Nabe und ein Blattlagersystem nach einer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Blattlager mit der Nabe verbunden ist, insbesondere mithilfe des zweiten Blattlagerrings oder des ersten Blattlagerrings. Es ist alternativ denkbar, dass das Blattlager mit einer Nabenverlängerung verbunden ist (insbesondere mithilfe des zweiten Blattlagerrings oder des ersten Blattlagerrings), welche wiederum mit der Nabe verbunden ist. Der jeweils andere Blattlagerring ist insbesondere mit dem Blatt verbunden.
  • Ausführungsformen, bei denen der Außenring mit der Nabe bzw. Nabenverlängerung verbunden ist, werden hierbei in der Praxis am häufigsten angetroffen.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Blattlagersystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
    • -- in einem ersten Schritt der erste Bereich der Durchgangsbohrung mithilfe eines Bohrverfahrens ausgebildet wird,
    • -- in einem zweiten Schritt der zweite Bereich der Durchgangsbohrung mithilfe eines weiteren Bohrverfahrens ausgebildet wird,
    • - in einem dritten Schritt das Gewinde im ersten Bereich eingebracht wird,
    • -- in einem vierten Schritt, nach dem ersten, zweiten und dritten Schritt, die Komponente mithilfe des Verbindungsmittels mit dem Blattlager verbunden wird.
  • Insbesondere ist es möglich, dass der erste Schritt vor, während oder nach dem zweiten Schritt ausgeführt wird. Ferner ist es bevorzugt möglich, dass der dritte Schritt, insbesondere die Ausbildung des Gewindes, während bzw. im Zuge des Bohrverfahrens des ersten Schritts ausgebildet wird. Es ist alternativ denkbar, dass das Gewinde nach dem Bohrverfahren des ersten Schritts ausgebildet wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist es vorgesehen, dass das Gewinde im dritten Schritt mithilfe von Schneiden, Formen oder einem anderen Fertigungsverfahren eingebracht wird.
  • Für die erfindungsgemäße Windkraftanlage und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Blattlagersystems können die Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile Anwendung finden, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Blattlagersystem oder im Zusammenhang mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Blattlagersystems beschrieben worden sind. Für das erfindungsgemäße Blattlagersystem können die Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile Anwendung finden, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Windkraftanlage, dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Blattlagersystems oder im Zusammenhang mit einer Ausführungsform der erfindungsgemä-ßen Windkraftanlage oder im Zusammenhang mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Blattlagersystems beschrieben worden sind.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch eine Darstellung eines Blattlagersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 zeigt schematisch eine Darstellung eines Blattlagersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 zeigt schematisch eine Darstellung eines Blattlagersystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In 1 ist schematisch eine Darstellung eines Blattlagersystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Blattlagersystem 1 umfasst ein Blattlager 20, welches einen ersten Blattlagerring 27 und einen zweiten Blattlagerring 28 aufweist. Der erste Blattlagerring 27 ist dabei als Innenring des Blattlagers ausgebildet und der zweite Blattlagerring 28 als Außenring. Der zweite Blattlagerring 28 ist mit einer Nabe 2 bzw. einer Nabenverlängerung verbunden. Der erste Blattlagerring 27 weist eine Durchgangsbohrung 21 auf, welche sich von einer Oberfläche 26 des ersten Blattlagerrings 27 zur gegenüberliegenden Oberfläche erstreckt. Die gegenüberliegende Oberfläche des ersten Blattlagerrings 27 zeigt dabei in Richtung einer Komponente 10 und die Oberfläche 26 ist die von der Komponente abgewandte Oberfläche 26 des ersten Blattlagerrings 27. Die Durchgangsbohrung 21 umfasst einen ersten Bereich 22. In diesem ersten Bereich 22 ist ein Innengewinde 29 angeordnet/ausgebildet. In einem zweiten Bereich 24 der Durchgangsbohrung 21 ist hingegen kein Gewinde vorhanden, sondern eine glatte Innenwandung ausgebildet. Der erste Durchmesser 23 der Durchgangsbohrung 21 im ersten Bereich 22 ist dabei geringer als der zweite Durchmesser 25 im zweiten Bereich 24. Der erste Durchmesser 23 bezieht sich dabei insbesondere auf den Kerndurchmesser bzw. Innendurchmesser des Innengewindes 29, welches im ersten Bereich 22 angeordnet ist. Entsprechend ist die Durchgangsbohrung 21 als Stufenbohrung ausgeführt.
  • Die Komponente 10 kann ein Rotorblatt und/oder eine Rotorblattverlängerung (bzw. einen Extender) umfassen. Im Anschlussbereich weist die Komponente 10 eine Bohrung 11 auf, welche mit der Durchgangsbohrung 21 fluchtet. Es ist denkbar, dass die Bohrung 11 zumindest in einem Bereich der Bohrung 11 einen Durchmesser aufweist, der dem zweiten Durchmesser 25 entspricht. Ein in 1 nicht dargestellter Bolzen (der zumindest in einem Abschnitt ein Gegengewinde/Außengewinde aufweist) kann in die Durchgangsbohrung 21 und die Bohrung 11 eingebracht werden. Der Bolzen umfasst ein Gegengewinde und einen weiteren Abschnitt, der frei von einem Gewinde/Gegengewinde ist und bevorzugt eine glatte Oberfläche aufweist. Der Bolzen wird nun derart angeordnet, dass der Abschnitt des Bolzens mit dem Gegengewinde am/im ersten Bereich 22 der Durchgangsbohrung 21 angeordnet ist. Das Gegengewinde des Bolzens greift dabei in das Gewinde 29 des ersten Bereichs 22 der Durchgangsbohrung 21, wodurch eine feste Verbindung zwischen dem Bolzen und dem ersten Blattlagerring 27 hergestellt ist. Der weitere Abschnitt des Bolzens (der eine glatte Oberfläche aufweist) ist im/am zweiten Bereich 25 der Durchgangsbohrung formschlüssig angeordnet. Somit kann eine Kraftübertragung (von Kräften senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung der Durchgangsbohrung 21/des Bolzens) über die Kontaktfläche zwischen Bolzen und Durchgangsbohrung 21 im zweiten Bereich stattfinden. Ferner ist der Bolzen fest mit der Komponente 10 verbunden (bevorzugt mithilfe der Bohrung 11 der Komponente 10 und beispielsweise über zusätzliche Gewinde und/oder Muttern und gegebenenfalls eine weitere glatte Kontaktfläche zwischen der Bohrung und dem Bolzen). Insbesondere ist es denkbar, dass der Schraubenkopf bzw. Stehbolzen im Blatt bzw. über einem Blattflansch angeordnet ist. Insgesamt ist somit mithilfe des Bolzens die Komponente 10 mit dem ersten Blattlagerring 27 fest verbunden. Dadurch ist es möglich, dass auf eine Mutter an der Oberfläche 26 bzw. im kritischen Bauraum 30 (durch das gestrichelte Oval 30 dargestellt) verzichtet werden kann, da das im ersten Bereich 22 angeordnete Gewinde 29 deren Funktion übernimmt. Ebenso ist es bevorzugt, dass der Bolzen nicht über die Oberfläche 26 hinausragt. Somit bleibt der kritische Bauraum 30 frei. Dadurch ergeben sich erfindungsgemäß besondere Vorteile bei der Kombination von unterschiedlichen Bauteilen. Beispielsweise kann erfindungsgemäß ein und dasselbe Blattlager 20 mit verschiedensten Nabenverlängerungen/Naben oder Nabenschlüssen verwendet werden, ohne dass jeweils eine individuelle Anpassung der Bauteile vorgenommen werden muss, da sich erfindungsgemäß im kritischen Bauraum 30 keine geometrischen Beschränkungen für die Ausbildung der Nabe der Nabenverlängerung ergeben. Gleichzeitig werden Spannungsschäden im Blattlager 20 vorteilhaft vermieden (beispielsweise gegenüber einer Sacklochbohrung im ersten Blattlagerring 27). Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, die vorgespannte Ringhöhe zu maximieren.
  • In 2 ist schematisch eine Darstellung eines Blattlagersystems 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Blattlagersystem 1 umfasst ein Blattlager 20, welches einen ersten Blattlagerring 27 und einen zweiten Blattlagerring 28 aufweist und als dreireihige Rollendrehverbindung ausgebildet ist. Der erste Blattlagerring 27 ist dabei als Innenring des Blattlagers 20 ausgebildet und der zweite Blattlagerring 28 als Außenring. Der zweite Blattlagerring 28 umfasst eine erste Teilkomponente 28' und eine zweite Teilkomponente 28", wobei die erste Teilkomponente 28' als Tragring und die zweite Teilkomponente 28" als Haltering ausgebildet ist. Der zweite Blattlagerring 28 umfasst eine Durchgangsbohrung 21, die beide Teilkomponenten 28', 28" durchdringt. Die Durchgangsbohrung 21 umfasst einen ersten Bereich 22, der in der ersten Teilkomponente 28' angeordnet ist. In diesem ersten Bereich 22 ist ein Innengewinde 29 angeordnet/ausgebildet. In einem zweiten Bereich 24 der Durchgangsbohrung 21 ist hingegen kein Gewinde vorhanden, sondern eine glatte Innenwandung ausgebildet. Der zweite Bereich 24 grenzt direkt an den ersten Bereich 22 und ist teilweise in der ersten und zweiten Teilkomponente 28', 28" angeordnet. Ein erster Durchmesser 23 der Durchgangsbohrung 21 im ersten Bereich 22 (bezogen auf den Kerndurchmesser bzw. Innendurchmesser des Innengewindes 29) ist dabei geringer als ein zweiter Durchmesser 25 im zweiten Bereich 24. Angrenzend an die zweite Teilkomponente 28" ist eine Nabe 2 angeordnet (oder eine Nabenverlängerung). Die Nabe 2 weist eine Bohrung 11 auf, die mit der Durchgangsbohrung 21 des zweiten Blattlagerrings fluchtet. Die Bohrung 11 ist vorzugsweise ebenfalls als Durchgangsbohrung bzw. durchgehende Bohrung durch die Nabe 2 ausgebildet, sodass ein integrierter Flansch entsteht. Mithilfe eines Verbindungsmittels, beispielsweise einer Schraube oder einem Bolzen mit einem Gegengewinde, sind die Nabe 2 und der zweite Blattlagerring 28 verbindbar. Der Schraubenkopf oder Stehbolzen ist dabei bevorzugt in der Nabe 2 bzw. Nabenverlängerung angeordnet, insbesondere innerhalb der Bohrung 11.
  • Auch der erste Blattlagerring 27 weist eine Durchgangsbohrung 21 auf, welche sich von einer Oberfläche 26 des ersten Blattlagerrings 27 zur gegenüberliegenden Oberfläche erstreckt. Die gegenüberliegende Oberfläche des ersten Blattlagerrings 27 zeigt dabei in Richtung einer Komponente 10 und die Oberfläche 26 ist die von der Komponente 10 abgewandte Oberfläche 26 des ersten Blattlagerrings 27. Die Durchgangsbohrung 21 des ersten Blattlagerrings 27 umfasst einen ersten Bereich 22. In diesem ersten Bereich 22 ist ein Innengewinde 29 angeordnet/ausgebildet. In einem zweiten Bereich 24 der Durchgangsbohrung 21 des ersten Blattlagerrings 27 ist hingegen kein Gewinde vorhanden. Die Komponente 10 kann ein Rotorblatt und/oder eine Rotorblattverlängerung (bzw. einen Extender) umfassen und ist beispielsweise mit dem ersten Blattlagerring 27 wie in 1 für die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben verbindbar.
  • In 3 ist schematisch eine Darstellung eines Blattlagersystems 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die dritte Ausführungsform ähnelt der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform. Wie in der zweiten Ausführungsform umfasst der Außenring 28 in der dritten Ausführungsform eine erste und zweite Teilkomponente 28', 28". Im Unterschied zur zweiten Ausführungsform ist in der dritten Ausführungsform jedoch die erste Teilkomponente 28' als Haltering und die nabenseitige zweite Teilkomponente 28" als Tragering ausgebildet. Entsprechend ist der erste Bereich 22 im Haltering ausgebildet.
  • In den 2 und 3 sind Ausführungsformen dargestellt, in denen die Durchgangsbohrung in dem Ring, der mit der Nabe 2 verbunden ist, angeordnet ist. In der Praxis kommt es jedoch am häufigsten vor, dass die Bauraumknappheit (also der kritische Bauraum 30) an der von dem Blatt abgewandten Oberfläche 26 des Rings, der mit dem Blatt verbunden ist, vorliegt. Entsprechend kommt besonders bevorzugt die in 1 beschriebene Durchgangsbohrung 21 (mit dem ersten und zweiten Durchmesser 23, 25) an dem Lagerring zum Einsatz, der mit der Komponente 10 bzw. dem Blatt verbunden ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Blattlagersystem
    2
    Nabe
    10
    Komponente
    11
    Bohrung
    20
    Blattlager
    21
    Durchgangsbohrung
    22
    erster Bereich
    23
    erster Durchmesser
    24
    zweiter Bereich
    25
    zweiter Durchmesser
    26
    Oberfläche
    27
    erster Blattlagerring
    28
    zweiter Blattlagerring
    28'
    erste Teilkomponente
    28"
    zweite Teilkomponente
    29
    Gewinde
    30
    Bauraum
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2012/175204 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Blattlagersystem (1) für eine Windkraftanlage, umfassend eine Komponente (10) und ein Blattlager (20), wobei das Blattlager (20) eine Durchgangsbohrung (21) aufweist, wobei die Komponente (10) und das Blattlager (20) mithilfe eines Verbindungsmittels verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrung (21) einen ersten Bereich (22) umfasst, wobei der erste Bereich einen ersten Durchmesser (23) aufweist, wobei die Durchgangsbohrung (21) einen zweiten Bereich (24) umfasst, wobei der zweite Bereich (24) einen zweiten Durchmesser (25) aufweist, wobei der erste und zweite Durchmesser (23, 25) unterschiedlich sind, wobei die Durchgangsbohrung (21) im ersten Bereich (22) ein Gewinde (29) aufweist, wobei das Verbindungmittel ein Gegengewinde aufweist, wobei das Gewinde (29) und das Gegengewinde ineinandergreifen.
  2. Blattlagersystem (1) nach Anspruch 1, wobei der erste Durchmesser (23) kleiner als der zweite Durchmesser (25) ist.
  3. Blattlagersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im zweiten Bereich (24) der Durchgangsbohrung (21) eine Innenwandung der Durchgangsbohrung (21) und das Verbindungsmittel formschlüssig angeordnet sind.
  4. Blattlagersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Bereich (24) in einer Haupterstreckungsrichtung der Durchgangsbohrung (21) zwischen der Komponente (10) und dem ersten Bereich (22) angeordnet ist.
  5. Blattlagersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Blattlager (20) einen ersten Blattlagerring (27) und einen zweiten Blattlagerring (28) umfasst, wobei die Durchgangsbohrung (21) im ersten Blattlagerring (27) angeordnet ist, wobei der erste Blattlagerring (27) insbesondere als Innenring des Blattlagers (20) ausgebildet ist.
  6. Blattlagersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Blattlager (20) einen ersten Blattlagerring (27) und einen zweiten Blattlagerring (28) umfasst, wobei die Durchgangsbohrung (21) im zweiten Blattlagerring (27) angeordnet ist, wobei der zweite Blattlagerring (27) insbesondere als Außenring des Blattlagers (20) ausgebildet ist.
  7. Blattlagersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verbindungsmittel einen Bolzen oder eine Schraube umfasst.
  8. Blattlagersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Endfläche des Verbindungsmittels innerhalb der Durchgangsbohrung (21) angeordnet ist oder schlüssig mit einer von der Komponente (10) abgewandten Oberfläche (26) des Blattlagers (20), insbesondere einer Oberfläche (26) des ersten Blattlagerrings (27), angeordnet ist.
  9. Blattlagersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Komponente (10) ein Rotorblatt und/oder eine Rotorblattverlängerung umfasst.
  10. Blattlagersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Blattlager (20) weitere Durchgangsbohrungen (21) aufweist, wobei die weiteren Durchgangsbohrungen (21) bevorzugt die gleichen Merkmale aufweisen wie die Durchgangsbohrung (21).
  11. Blattlagersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Komponente (10) eine Bohrung (11) aufweist, wobei eine Mittelachse der Durchgangsbohrung (21) mit einer weiteren Mittelachse der Bohrung (11) fluchtet.
  12. Windkraftanlage, umfassend eine Nabe (2) und ein Blattlagersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
  13. Windkraftanlage nach Anspruch 12, wobei das Blattlager (20) mit der Nabe (2) verbunden ist, insbesondere mithilfe des zweiten Blattlagerrings (28) oder des ersten Blattlagerrings (27).
  14. Verfahren zur Herstellung eines Blattlagersystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei -- in einem ersten Schritt der erste Bereich (22) der Durchgangsbohrung (21) mithilfe eines Bohrverfahrens ausgebildet wird, -- in einem zweiten Schritt der zweite Bereich (24) der Durchgangsbohrung (21) mithilfe eines weiteren Bohrverfahrens ausgebildet wird, - in einem dritten Schritt das Gewinde (29) im ersten Bereich (22) eingebracht wird, -- in einem vierten Schritt, nach dem ersten, zweiten und dritten Schritt, die Komponente (10) mithilfe des Verbindungsmittels mit dem Blattlager (20) verbunden wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Gewinde (29) im dritten Schritt mithilfe von Schneiden, Formen oder einem anderen Fertigungsverfahren eingebracht wird.
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