DE202004020317U1 - Windenergieanlage mit Halteeinrichtung für eine Rotorwelle - Google Patents
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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 aus1 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 aus4 mit anzusetzenden Haltebacken, -
6 Ansicht aus5 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 Trägerrahmen10 , der an seinen Enden Montageplatten12 besitzt. Von den Montageplatten aus erstrecken sich jeweils mehrere Profilabschnitte. Ein erster Profilabschnitt14 ist als Doppel-T-Profil ausgebildet und besitzt eine Bohrung16 . Anschließend an den ersten Profilabschnitt14 folgt ein zweiter Profilabschnitt18 , der gegenüber dem ersten Profilabschnitt geneigt ist. Der zweite Profilabschnitt18 besitzt an seiner nach außen weisenden Seite eine Anschlagöse20 mit einer zentralen Bohrung22 . An den zweiten Profilträger anschließend, folgt ein mittleres Trägerprofil24 , das an beiden Seiten mit zweiten Trägerprofilen18 verbunden ist. Das mittlere Trägerprofil24 besitzt zwei Randabschnitte26 , die durch einen zentralen Mittelbereich28 getrennt sind. Die seitlichen Bereiche26 sind mit Bohrungen30 versehen. Der Mittelträger24 ist zur Stabilisierung insbesondere in seinem zentralen Bereich28 verstärkt ausgebildet, in dem zusätzlich das Doppel-T-Profil seitlich mit einer Wand versehen ist (vgl.9 ). -
2 zeigt den Trägerrahmen10 mit vier angesetzten Spannelementen32 , die in den Bohrungen16 und30 gehalten sind. Die Spannelemente32 wiederum können über ein zentrales Element34 in ihrer Länge verstellt werden. Wie in2 zu erkennen, sind die Spannelemente32 jeweils paarweise mit einem der Backenelemente36 ,38 verbunden. Wie nachfolgend noch erläutert wird, umfassen die Backenelemente36 ,38 die Rotorwelle. - In
3 ist in der Ansicht von oben zu erkennen, dass vor den Trägerrahmen10 ein Druckring40 ,42 gesetzt werden kann, der über Hubelemente44 mit den Haltebacken36 und38 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 Maschinenträger46 , wie er bei einer Dreipunktlagerung in einer Windenergieanlage verwendet wird. Zur besseren Übersicht wurde das Hauptlager nicht dargestellt. Das Hauptlager stützt sich auf dem Maschinenträger46 im Bereich48 ab und lagert die Rotorwelle50 im Bereich52 . Bei dieser Lagerung wird von einer Dreipunktlagerung gesprochen, da neben dem Hauptlager, das in52 die Rotorwelle50 lagert, das Getriebe54 mit dem integrierten Lager in56 und58 . abgestützt ist. Bei einem Getriebeschaden oder Wartungsarbeiten des Getriebes war es bisher häufig erforderlich, das Getriebe mitsamt Rotorwelle50 zu demontieren, da nach Entfernen des Getriebes54 eine Abstützung für die Rotorwelle50 fehlte. Die Rotorwelle50 ist über ein Kegelspannelement (Schrumpfscheibe)53 mit dem Getriebe54 verbunden. Die Pfeile deuten auf den Bereich, in dem die Halteeinrichtung mit dem Maschinenträger46 verbunden wird. -
5 zeigt, wie die Haltebacken36 und38 heruntergelassen werden und, wie durch die Pfeile A angedeutet, die Rotorwelle50 umfaßt wird. Wie in5 und6 angedeutet, bestehen die Haltebacken aus parallel zueinander angeordneten Scheiben, die eine an die Geometrie der Rotorwelle50 angepaßte Haltefläche60 tragen. Ferner besitzt jede Haltebacke36 oder38 an ihren Stirnseiten Anlageflächen62 , die mit Bohrungen64 versehen sind. Zur Montage der Haltebacken36 und38 miteinander, können diese durch Bolzen stirnseitig miteinander verbunden werden. -
6 zeigt die aufgesetzten Haltebacken36 und38 im nicht verbundenen Zustand.7 zeigt die Haltebacken36 und38 mit angesetzten Spannelementen32 . Im Hinblick auf den Vorgang des Einbaus versteht es sich von selbst, dass die Haltebacken36 und38 auch mit bereits vormontierten Spannelementen32 an die Rotorwelle50 gesetzt werden können. - Nachfolgend ist in
8 dargestellt, wie der Trägerrahmen10 auf den Maschinenträger46 abgesetzt wird. Der Trägerrahmen10 wird mit dem Maschinenträger46 verschraubt und die Spannelemente32 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 Haltebacken36 und38 hält die Rotorwelle, wenn das Getriebe54 von dieser entkoppelt ist. - In
9 ist die montierte Halteeinrichtung teilweise geschnitten gezeigt, um die Sicht auf das Getriebe54 mit dem Kegelspannelement53 und den Druckring40 ,42 mit den Elementen44 zu ermöglichen. Um das Getriebe54 von der Rotorwelle53 trennen zu können, muss das mittels Schrauben gespannte Kegelspannelement (Schrumpfscheibe)53 gelöst werden. Der Druckring40 ,42 wird angebracht und über Hubelemente44 mit der Halteeinrichtung verbunden. Die Hubelemente sind vorteilhaft als Hydraulikzylinder ausgebildet, andere Ausbildungen sind jedoch denkbar. Die mit den Haltebacken36 ,38 verbundenen Hubelemente44 schieben das Getriebe54 einschließlich Kegelspannelement53 von der Rotorwelle50 . Die Rotorwelle50 ist konisch ausgebildet, wodurch beim Herunterschieben des Getriebes54 einschließlich des Kegelspannelementes53 das „Gegenhalten" durch die Backen36 ,38 der Halteeinrichtung unterstützt wird. -
10 und11 zeigen zusätzlich einen Kranfuß66 , der auf dem Maschinenträger46 befestigt ist. Der Kranfuß66 besitzt vier Beine68 , die jeweils für sich mit dem Maschinenträger46 verbunden sind. Der Kranfuß66 besitzt zwischen jeweils einem Paar von Beinen68 eine Ausnehmung, die es erlaubt, den Kranfuß66 bei montiertem Halterahmen10 aufzusetzen. Hierdurch wird es möglich, mit einem separat auf den Maschinenträger46 aufgesetzten Kran, bei aufgesetzten Trägerrahmen10 Lasten zu heben und zu senken.
Claims (10)
- 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.
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