DE202004020317U1

DE202004020317U1 - Windenergieanlage mit Halteeinrichtung für eine Rotorwelle

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Publication number: DE202004020317U1
Application number: DE202004020317U
Authority: DE
Original assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Current assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2014-12-18

Abstract

Windenergieanlage mit einem Getriebe (54), dessen Eingang mit einer Rotorwelle (50) gekoppelt ist, die ein separates Lager aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lager und Getriebe eine Halteeinrichtung (10) vorgesehen ist, die im montierten Zustand die Rotorwelle in einer vorbestimmten Position hält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem Getriebe, dessen Eingang mit einer Rotorwelle gekoppelt ist, wobei für die Rotorwelle ein separates Lager vorgesehen ist.
Erich Hau, Windkraftanlagen, zweite überarbeitete und aktualisierte Auflage, Springer 1996, Seiten 242 – 247, beschreibt unterschiedliche Varianten der Rotorlagerung. So ist für eine lange Welle bekannt, separate Lager vorzusehen. Ferner ist bekannt, eine Rotorlagerung vollständig im Getriebe oder auf einer stehenden, hohlen Achse vorzunehmen. Auch kann das hintere Lager in das Getriebe integriert und das vordere Lager als separates Lager ausgebildet werden. Das separate Lager für die Rotorwelle kann mit einem ge sonderten Lagersockel im Maschinenhaus oder in eine lasttragende Maschinenhausvorderwand integriert sein. Die zuletzt genannten Lagerarten werden auch als Dreipunktlagerung bezeichnet, wobei die vordere Lagerung der Rotorwelle das Haupt- oder Rotorlager bildet und die hintere Lagerung durch das Getriebe übernommen wird, das sich seinerseits seitlich (links und rechts) auf einem Maschinenträger abstützt. Mit der Rotorwelle und dadurch mit dem Triebstrang verbunden und von diesem getragen ist der Rotor, bestehend aus der Rotornabe und den Rotorblättern. Bei Arbeiten am Triebstrang, zu denen das Getriebe demontiert werden muss, muss bei bekannten Windenergieanlagen zusammen mit dem Triebstrang auch der Rotor demontiert werden. Das ist mit erheblichem Aufwand verbunden.
EP 1 291 521 A1 schlägt vor, die Rotornabe mit dem Maschinenträger oder der vorderen Wand des Maschinenhauses zu verschrauben, sodass der Rotor an der Windenergieanlage verbleiben kann, während das Getriebe repariert und aus dem Maschinenhaus herausgehoben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Möglichkeit zu schaffen, um bei einer Windenergieanlage Arbeiten am Getriebe ausführen zu können, ohne dabei den Triebstrang weitgehend demontieren zu müssen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Windenergieanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Windenergieanlage besitzt ein Getriebe, dessen Eingangswelle mit einer Rotorwelle gekoppelt ist. Die Rotorwelle wird durch ein separates Rotorlager gehalten, wobei das hintere Lager in das Getriebe integriert ist. Zwischen dem separaten Lager und dem Getriebe ist eine Halteeinrichtung vorgesehen, die die Rotorwelle in einer vorbestimmten Position hält, wenn eine Abstützung der Rotorwelle durch das Getriebe fehlt. Die erfindungsgemäße Halteeinrichtung übernimmt in diesem Fall die Abstützung der Rotorwelle, sodass das Getriebe von der Rotorwelle abgekoppelt werden kann. Die Halteeinrichtung weist bevorzugt einen Halterahmen auf, der zur lösbaren Verbindung mit einem Maschinenträger vorgesehen ist. In seiner montierten Position überspannt der Halterahmen die Rotorwelle. Ferner weist die Halteeinrichtung bevorzugt zwei Backen auf, die in einer montierten Position die Rotorwelle umgreifen. Die Halteeinrichtung ist ferner mit Spannelementen versehen, die jeweils zwischen eine Backe und den Halterahmen gespannt werden können, um die Backen an dem Halterahmen zu halten. Bevorzugt sind für jede Backe zwei Spannelemente vorgesehen. Die Backen der Halteeinrichtung werden in einer bevorzugten Ausgestaltung um die Rotorwelle gelegt, miteinander verbunden und über die Spannelemente mit dem Halterahmen verbunden. Nachfolgend wird der Halterahmen auf den Maschinenträger in einer die Rotorwelle überspannenden Position montiert.
Bevorzugt stützt der Maschinenträger auch das Getriebe ab, ebenso wie das separate Lager der Rotorwelle.
In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung ist ein Druckring vorgesehen, der – mit der Halteeinrichtung verbunden – eine Kraft in axialer Richtung ausübt, um die Rotorwelle von dem Eingang des Getriebes zu entkoppeln.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung wird nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigt:
1 eine Ansicht des Trägerrahmens von vorne,
2 den Trägerrahmen aus 1 in der Ansicht von vorne mit eingesetzten Haltebacken,
3 Trägerrahmen von oben mit vorgesetztem Druckring,
4 perspektivische Ansicht des Maschinenträgers mit Rotorwelle und Getriebe,
5 vergrößerte Ansicht aus 4 mit anzusetzenden Haltebacken,
6 Ansicht aus 5 mit angesetzten Haltebacken,
7 angesetzte Haltebacken mit Spannelementen,
8 angesetzte Haltebacken mit Spannelementen und aufgesetztem Trägerrahmen,
9 Trägerrahmen und Backen teilweise geschnitten mit vorbereitetem Druckring,
10 Maschinenträger mit aufgesetztem Kranfuß in der perspektivischen Ansicht von schräg oben und
11 Maschinenträger mit aufgesetztem Kranfuß in der Ansicht von der Seite.
1 zeigt einen Trägerrahmen 10, der an seinen Enden Montageplatten 12 besitzt. Von den Montageplatten aus erstrecken sich jeweils mehrere Profilabschnitte. Ein erster Profilabschnitt 14 ist als Doppel-T-Profil ausgebildet und besitzt eine Bohrung 16. Anschließend an den ersten Profilabschnitt 14 folgt ein zweiter Profilabschnitt 18, der gegenüber dem ersten Profilabschnitt geneigt ist. Der zweite Profilabschnitt 18 besitzt an seiner nach außen weisenden Seite eine Anschlagöse 20 mit einer zentralen Bohrung 22. An den zweiten Profilträger anschließend, folgt ein mittleres Trägerprofil 24, das an beiden Seiten mit zweiten Trägerprofilen 18 verbunden ist. Das mittlere Trägerprofil 24 besitzt zwei Randabschnitte 26, die durch einen zentralen Mittelbereich 28 getrennt sind. Die seitlichen Bereiche 26 sind mit Bohrungen 30 versehen. Der Mittelträger 24 ist zur Stabilisierung insbesondere in seinem zentralen Bereich 28 verstärkt ausgebildet, in dem zusätzlich das Doppel-T-Profil seitlich mit einer Wand versehen ist (vgl. 9).
2 zeigt den Trägerrahmen 10 mit vier angesetzten Spannelementen 32, die in den Bohrungen 16 und 30 gehalten sind. Die Spannelemente 32 wiederum können über ein zentrales Element 34 in ihrer Länge verstellt werden. Wie in 2 zu erkennen, sind die Spannelemente 32 jeweils paarweise mit einem der Backenelemente 36, 38 verbunden. Wie nachfolgend noch erläutert wird, umfassen die Backenelemente 36, 38 die Rotorwelle.
In 3 ist in der Ansicht von oben zu erkennen, dass vor den Trägerrahmen 10 ein Druckring 40, 42 gesetzt werden kann, der über Hubelemente 44 mit den Haltebacken 36 und 38 verbunden ist.
4 – 9 veranschaulichen nachfolgend den Vorgang des Einbaus und verdeutlichen die Funktionsweise der Halteeinrichtung. 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht von vorne einen Maschinenträger 46, wie er bei einer Dreipunktlagerung in einer Windenergieanlage verwendet wird. Zur besseren Übersicht wurde das Hauptlager nicht dargestellt. Das Hauptlager stützt sich auf dem Maschinenträger 46 im Bereich 48 ab und lagert die Rotorwelle 50 im Bereich 52. Bei dieser Lagerung wird von einer Dreipunktlagerung gesprochen, da neben dem Hauptlager, das in 52 die Rotorwelle 50 lagert, das Getriebe 54 mit dem integrierten Lager in 56 und 58. abgestützt ist. Bei einem Getriebeschaden oder Wartungsarbeiten des Getriebes war es bisher häufig erforderlich, das Getriebe mitsamt Rotorwelle 50 zu demontieren, da nach Entfernen des Getriebes 54 eine Abstützung für die Rotorwelle 50 fehlte. Die Rotorwelle 50 ist über ein Kegelspannelement (Schrumpfscheibe) 53 mit dem Getriebe 54 verbunden. Die Pfeile deuten auf den Bereich, in dem die Halteeinrichtung mit dem Maschinenträger 46 verbunden wird.
5 zeigt, wie die Haltebacken 36 und 38 heruntergelassen werden und, wie durch die Pfeile A angedeutet, die Rotorwelle 50 umfaßt wird. Wie in 5 und 6 angedeutet, bestehen die Haltebacken aus parallel zueinander angeordneten Scheiben, die eine an die Geometrie der Rotorwelle 50 angepaßte Haltefläche 60 tragen. Ferner besitzt jede Haltebacke 36 oder 38 an ihren Stirnseiten Anlageflächen 62, die mit Bohrungen 64 versehen sind. Zur Montage der Haltebacken 36 und 38 miteinander, können diese durch Bolzen stirnseitig miteinander verbunden werden.
6 zeigt die aufgesetzten Haltebacken 36 und 38 im nicht verbundenen Zustand. 7 zeigt die Haltebacken 36 und 38 mit angesetzten Spannelementen 32. Im Hinblick auf den Vorgang des Einbaus versteht es sich von selbst, dass die Haltebacken 36 und 38 auch mit bereits vormontierten Spannelementen 32 an die Rotorwelle 50 gesetzt werden können.
Nachfolgend ist in 8 dargestellt, wie der Trägerrahmen 10 auf den Maschinenträger 46 abgesetzt wird. Der Trägerrahmen 10 wird mit dem Maschinenträger 46 verschraubt und die Spannelemente 32 eingesetzt und angespannt, um die Rotorwelle zu halten. Der Trägerrahmen kann auch aus mehreren Teilen bestehen, die getrennt voneinander in das Maschinenhaus der Windenergieanlage gehoben und erst anschließend zusammenmontiert werden.
Der wie in 8 dargestellte montierte Trägerrahmen mit den Haltebacken 36 und 38 hält die Rotorwelle, wenn das Getriebe 54 von dieser entkoppelt ist.
In 9 ist die montierte Halteeinrichtung teilweise geschnitten gezeigt, um die Sicht auf das Getriebe 54 mit dem Kegelspannelement 53 und den Druckring 40, 42 mit den Elementen 44 zu ermöglichen. Um das Getriebe 54 von der Rotorwelle 53 trennen zu können, muss das mittels Schrauben gespannte Kegelspannelement (Schrumpfscheibe) 53 gelöst werden. Der Druckring 40, 42 wird angebracht und über Hubelemente 44 mit der Halteeinrichtung verbunden. Die Hubelemente sind vorteilhaft als Hydraulikzylinder ausgebildet, andere Ausbildungen sind jedoch denkbar. Die mit den Haltebacken 36, 38 verbundenen Hubelemente 44 schieben das Getriebe 54 einschließlich Kegelspannelement 53 von der Rotorwelle 50. Die Rotorwelle 50 ist konisch ausgebildet, wodurch beim Herunterschieben des Getriebes 54 einschließlich des Kegelspannelementes 53 das „Gegenhalten" durch die Backen 36, 38 der Halteeinrichtung unterstützt wird.
10 und 11 zeigen zusätzlich einen Kranfuß 66, der auf dem Maschinenträger 46 befestigt ist. Der Kranfuß 66 besitzt vier Beine 68, die jeweils für sich mit dem Maschinenträger 46 verbunden sind. Der Kranfuß 66 besitzt zwischen jeweils einem Paar von Beinen 68 eine Ausnehmung, die es erlaubt, den Kranfuß 66 bei montiertem Halterahmen 10 aufzusetzen. Hierdurch wird es möglich, mit einem separat auf den Maschinenträger 46 aufgesetzten Kran, bei aufgesetzten Trägerrahmen 10 Lasten zu heben und zu senken.

Claims

Windenergieanlage mit einem Getriebe (54), dessen Eingang mit einer Rotorwelle (50) gekoppelt ist, die ein separates Lager aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lager und Getriebe eine Halteeinrichtung (10) vorgesehen ist, die im montierten Zustand die Rotorwelle in einer vorbestimmten Position hält.
Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung mit einem Maschinenträger (46) lösbar verbindbar einen Halterahmen (10) aufweist, der in seiner montierten Position die Rotorwelle überspannt.
Windenergieanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung mindestens eine Backe (36, 38) aufweist, die in der montierten Position die Rotorwelle (50) umgreift.
Windenergieanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung zwei Backen (36, 38) aufweist.
Windenergieanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung mindestens ein Spannelement (32) aufweist, das jeweils zwischen eine Backe (36, 38) und den Halterahmen (10) gespannt ist.
Windenergieanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Backe (36, 38) zwei Spannelemente (32) vorgesehen sind.
Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenträger (46) das Getriebe (54) abstützt.
Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenträger (46) das Lager der Rotorwelle (50) abstützt.
Windenergieanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung auf dem Maschinenträger gehalten ist.
Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Druckring (40, 42) vorgesehen ist, der mit der Halteeinrichtung verbunden eine Kraft in axialer Richtung der Rotorwelle ausübt, um die Rotorwelle (50) von dem Eingang des Getriebes (54) zu entkoppeln.