EP2545273A2

EP2545273A2 - Rotary connection of a rotor blade to the rotor hub of a wind energy plant

Info

Publication number: EP2545273A2
Application number: EP11706571A
Authority: EP
Inventors: Uwe Iffland
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2013-01-16
Also published as: WO2011110453A2; WO2011110453A3; DE102010010639A1; CN103403345A; BR112012022295A2; US20130039768A1

Abstract

The invention relates to a rotary connection of a rotor blade (2) to the rotor hub (3) of a wind energy plant, having a rotary mounting which is configured as a large anti-friction bearing (4) with a bearing inner ring (5) and a bearing outer ring (6), one bearing ring (5) of which rotary mounting is connected to the blade root (8) of the rotor blade (2), and the other bearing ring (6) of which rotary mounting is connected to the rotor hub (3), and having a blade-angle adjustment means which is configured as a gearwheel mechanism with a crown gear (15) which is embodied in sections and with a pinion which is connected to the drive shaft of an actuating motor, the crown gear (15) of which blade-angle adjustment means is arranged on one bearing ring (5), and the actuating motor of which blade-angle adjustment means is fastened to the component (3) which is connected to the other bearing ring (6). In order to reduce the production outlay and in order to improve the ease of servicing the rotary connection, it is provided that the crown gear (15) is a constituent part of a separate annular-segment component (18) which is connected to the associated bearing ring (5) and/or to the component (2) which is connected to the bearing ring (5), and the circumferential dimension of which separate annular-segment component (18) corresponds largely to the angular range (17) of the toothing (16).

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention

Drehverbindung eines Rotorblattes mit der Rotornabe einer Windkraftanlage Rotary connection of a rotor blade with the rotor hub of a wind turbine

Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Drehverbindung eines Rotorblattes mit der Rotornabe einer Windkraftanlage, mit einer als ein Großwälzlager mit einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring ausgebildeten Drehlagerung, deren einer Lagerring mit der Blattwurzel des Rotorblattes und deren anderer Lagerring mit der Rotornabe verbunden ist, und mit einer als ein Zahnradge- triebe mit einem segmentweise ausgeführten Zahnkranz und einem mit der Triebwelle eines Stellmotors verbundenen Ritzel ausgebildeten Blattwinkelverstellung, deren Zahnkranz an dem einen Lagerring angeordnet und deren Stellmotor an dem mit dem anderen Lagerring verbundenen Bauteil befestigt ist. Description FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a rotary joint of a rotor blade with the rotor hub of a wind turbine, with a designed as a large rolling bearing with a bearing inner ring and a bearing outer ring pivot bearing whose bearing ring is connected to the blade root of the rotor blade and the other bearing ring with the rotor hub, and formed with a as a gear transmission with a segmented sprocket and a pinion connected to the drive shaft of a servomotor blade angle adjustment, the sprocket arranged on the one bearing ring and the servomotor is attached to the connected to the other bearing ring component.

Hintergrund der Erfindung Background of the invention

Windkraftanlagen mit einer horizontalen Rotorachse weisen üblicherweise eine Gondel auf, die über ein Azimut-Drehlager drehbar auf einem über ein Fundament im Erdboden verankerten Turm befestigt ist. In der Gondel ist eine Rotorwelle drehbar gelagert, die eingangsseitig mit einer außerhalb der Gondel angeordneten und zumeist drei Rotorblätter tragenden Rotornabe und ausgangsseitig über ein Getriebe oder unmittelbar mit einem innerhalb der Gondel angeordneten elektrischen Generator verbunden ist. Zur Rege- lung der Rotordrehzahl und zum Abstellen der Windkraftanlage, welches bei starkem Wind als Überlastungsschutz und für die Durchführung von War- tungs- und Reparaturarbeiten vorgenommen wird, sind die Rotorblätter um ihre Längsachse drehbar in der Rotornabe gelagert. Durch eine Drehung der Rotorblätter um ihre Längsachse in ihre Segelstellung wird der Rotor weitgehend drehmomentfrei und unter der Wirkung von Widerstandsmomenten selbsttätig oder unter Nutzung einer Bremseinrichtung bis zum Stillstand abgebremst. Zur Drehlagerung der Rotorblätter an der Rotornabe kommen Großwälzlager, wie z.B. zweireihige Rillenkugellager zur Anwendung, die jeweils einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring und mehrere umfangs- seitig verteilt zwischen den Lagerringen angeordnete Wälzkörper aufweisen. Einer der beiden Lagerringe ist über eine Verschraubung mit der Blattwurzel des Rotorblattes und der andere Lagerring entsprechend mit der Rotornabe verbunden. Wind turbines with a horizontal rotor axis usually have a nacelle, which is rotatably mounted via an azimuth pivot bearing on a tower anchored in the ground via a foundation. In the nacelle, a rotor shaft is rotatably mounted, which is the input side connected to a arranged outside the nacelle and usually three rotor blades bearing rotor hub and the output side via a transmission or directly to an arranged inside the nacelle electric generator. To regulate the rotor speed and to shut off the wind turbine, which is carried out in strong wind as overload protection and for the execution of maintenance and repair work, the rotor blades are in order its longitudinal axis rotatably mounted in the rotor hub. By a rotation of the rotor blades about their longitudinal axis in their feathered position, the rotor is largely torque-free and braked under the action of resistance moments automatically or by using a braking device to a standstill. For rotary mounting of the rotor blades on the rotor hub large bearings, such as double-row deep groove ball bearings are used, each having a bearing inner ring, a bearing outer ring and a plurality of circumferentially distributed between the bearing rings arranged rolling elements. One of the two bearing rings is connected via a screw with the blade root of the rotor blade and the other bearing ring corresponding to the rotor hub.

Zur Blattwinkelverstellung, d.h. zur Drehung der Rotorblätter in dem jeweiligen Drehlager um ihre Längsachse, können kombinierte oder individuell wirksame Stelleinrichtungen, z.B. in Form von Gestängevorrichtungen zur Anwendung kommen. Vorliegend wird jedoch von einer besonders Platz sparenden und kostengünstigen individuellen Blattwinkelverstellung ausgegangen, die für jedes Rotorblatt ein Zahnradgetriebe mit einem segmentweise, d.h. nur über einen begrenzten Umfangsbereich, ausgeführten Zahn- kränz und einem mit der Triebwelle eines vorzugsweise als Elektromotor ausgebildeten Stellmotors verbundenen Ritzel vorsieht. Der Zahnkranz ist jeweils an dem einen Lagerring angeordnet, und der Stellmotor jeweils an dem mit dem anderen Lagerring verbundenem Bauteil, d.h. der Rotornabe oder dem Rotorblatt, befestigt. For blade angle adjustment, i. for rotation of the rotor blades in the respective pivot about its longitudinal axis, combined or individually acting actuators, e.g. come in the form of linkage devices for use. In the present case, however, it is assumed that a particularly space-saving and cost-effective individual blade angle adjustment, for each rotor blade, a gear transmission with a segment-wise, i. provides only over a limited peripheral area, executed toothed rim and connected to the drive shaft of a preferably designed as an electric motor servomotor pinion. The sprocket is respectively disposed on the one bearing ring, and the servomotor each at the connected to the other bearing ring member, i. the rotor hub or the rotor blade attached.

Bislang ist es bei derartigen Blattwinkelverstellvorrichtungen üblich, dass die Verzahnung des Zahnkranzes durch Fräsen in den entsprechend groß dimensionierten Lagerring eingearbeitet ist und über den gesamten Umfang verläuft, obwohl der praktisch nutzbare Schwenkbereich nur auf etwa 90° beschränkt ist. Hierdurch ist eine weitgehend automatisierte und somit kostengünstige Herstellung der Verzahnung möglich. Ebenfalls fallen dadurch die durch eine Oberflächenhärtung der Zahnflanken hervorgerufenen Ver- formungen des Lagerrings insgesamt niedrig und rotationssymmetrisch aus, so dass sich die erforderliche mechanische Nachbearbeitung, z.B. durch Richten und Feinschleifen, in Grenzen hält. Eine gattungsgemäße Drehverbindung eines Rotorblattes mit der Rotornabe einer Windkraftanlage ist in der DE 196 34 059 C1 beschrieben. Bei dieser bekannten Drehverbindung ist die Drehlagerung als ein Großwälzlager ausgebildet, deren Lageraußenring mit der Blattwurzel des Rotorblattes und deren Lagerinnenring mit der Rotornabe verschraubt ist. Die Blattwinkelver- Stellung ist als ein Zahnradgetriebe mit einem innen verzahnten Zahnkranz und einem mit der Triebwelle eines Stellmotors verbundenen Ritzel ausgebildet, wobei die Verzahnung des Zahnkranzes über den gesamten Umfang in den Lagerinnenring eingearbeitet ist, und der Stellmotor innerhalb der Blattwurzel des Rotorblattes angeordnet sowie an einem Lagerflansch der Blattwurzel verschraubt ist. So far, it is common in such Blattwinkelverstellvorrichtungen that the teeth of the ring gear is incorporated by milling in the correspondingly large-sized bearing ring and extends over the entire circumference, although the practically usable pivoting range is limited to only about 90 °. As a result, a largely automated and thus cost-effective production of the teeth is possible. Likewise, this reduces the damage caused by surface hardening of the tooth flanks. formations of the bearing ring overall low and rotationally symmetric, so that the required mechanical post-processing, eg by straightening and fine grinding, is limited. A generic rotary joint of a rotor blade with the rotor hub of a wind turbine is described in DE 196 34 059 C1. In this known rotary joint, the rotary bearing is designed as a large roller bearing, the bearing outer ring is bolted to the blade root of the rotor blade and the bearing inner ring with the rotor hub. The Blattwinkelver- position is formed as a gear transmission with an internally toothed ring gear and connected to the drive shaft of a servo motor pinion, wherein the teeth of the ring gear is incorporated over the entire circumference in the bearing inner ring, and the servomotor within the blade root of the rotor blade arranged and at a bearing flange of the blade root is screwed.

Eine weitere derartige Drehverbindung eines Rotorblattes mit der Rotornabe einer Windkraftanlage ist aus der WO 1999 / 023 384 A1 bekannt. Bei dieser Drehverbindung ist die Drehlagerung bei allen Ausführungsvarianten als ein Großwälzlager ausgebildet, deren Lagerinnenring mit der Blattwurzel des Rotorblattes und deren Lageraußenring mit der Rotornabe verschraubt ist. Die Blattwinkelverstellung der Ausführungsvarianten gemäß den dortigen Figuren 2 und 3 ist als ein Zahnradgetriebe mit einem innen verzahnten Zahnkranz und einem mit der Triebwelle eines Stellmotors verbundenen Ritzel ausgebildet, wobei die Verzahnung des Zahnkranzes über den gesamten Umfang in den Lagerinnenring eingearbeitet ist, und der Stellmotor innerhalb der Rotornabe angeordnet sowie an einem nabenfesten Lagerflansch verschraubt ist. Nachteilig an vollständig verzahnten Lagerringen ist jedoch das unnötig hohe Gewicht durch die nicht benötigten Verzahnungsabschnitte. Zudem ist bei einer beschädigten Verzahnung des Zahnkranzes der Austausch des gesamten Wälzlagers erforderlich, der aufgrund der hierzu nötigen Demontage des betreffenden Rotorblattes extrem aufwendig ist. In der DE 196 34 059 C1 wird jedoch in dem dortigen Anspruch 4 vorgeschlagen, dass die entsprechende Innenverzahnung auch als ein Zahnteilringsegment ausge- führt sein kann. Da der betreffenden Druckschrift weitere Informationen zur Ausbildung und Anordnung des Zahnteilringsegmentes nicht zu entnehmen sind, muss davon ausgegangen werden, dass die segmentweise Innenverzahnung wie die in der dortigen Fig. 1 abgebildete Vollverzahnung ein Bestandteil des Lagerinnenrings ist bzw. in diesen eingearbeitet ist. Eine nur über einen begrenzten Umfangsbereich in einen Lagerring eingearbeitete Verzahnung führt jedoch aufgrund der erforderlichen Wärmebehandlung beim Härten der Zahnflanken zu einem erhöhten und zudem asymmetrischen Verzug des Lagerringes, was einen erhöhten Aufwand bei der mechanischen Nachbearbeitung, z.B. durch Richten und Feinschleifen, erfor- dert. Zudem ist bei einer beschädigten Verzahnung des segmentweise ausgeführten Zahnkranzes wie bei einer vollständig verzahnten Ausführung auch der Austausch des gesamten Wälzlagers erforderlich. Another such rotary joint of a rotor blade with the rotor hub of a wind turbine is known from WO 1999/023 384 A1. In this rotary joint, the pivot bearing is formed in all variants as a large roller bearing whose bearing inner ring is bolted to the blade root of the rotor blade and the bearing outer ring with the rotor hub. The blade angle adjustment of the embodiments according to the local figures 2 and 3 is designed as a gear transmission with an internally toothed ring gear and connected to the drive shaft of a servo motor pinion, wherein the teeth of the ring gear over the entire circumference is incorporated in the bearing inner ring, and the servo motor within the rotor hub is arranged and bolted to a hub-fixed bearing flange. A disadvantage of fully toothed bearing rings, however, is the unnecessarily high weight due to the unnecessary toothed sections. In addition, with a damaged toothing of the sprocket replacement of the required entire bearing, which is extremely expensive due to the necessary disassembly of the relevant rotor blade. In DE 196 34 059 C1, however, it is proposed in claim 4 there that the corresponding internal toothing can also be designed as a toothed-part ring segment. Since the relevant document further information on the design and arrangement of the toothed ring segment can not be found, it must be assumed that the segmented internal teeth as shown in the local Fig. 1 full gearing is a part of the bearing inner ring or is incorporated in this. However, due to the required heat treatment during hardening of the tooth flanks, toothing incorporated only over a limited circumferential area into a bearing ring leads to an increased and also asymmetrical distortion of the bearing ring, which requires an increased outlay in mechanical reworking, eg by straightening and fine grinding. In addition, the replacement of the entire rolling bearing is required in a damaged toothing of the segmented sprocket as in a fully toothed design.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehverbindung eines Rotorblattes mit der Rotornabe einer Windkraftanlage der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welche die Verwendung eines segmentweise ausgeführten Zahnkranzes mit einem geringeren Fertigungsaufwand und einer höheren Servicefreundlichkeit ermöglicht. The invention is therefore based on the object to propose a rotary joint of a rotor blade with the rotor hub of a wind turbine of the type mentioned, which allows the use of a segmented ring gear with a lower manufacturing cost and a higher ease of service.

Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der segmentweise ausge- führte Zahnkranz nicht zwangsläufig ein Bestandteil eines der beiden Lagerringe des Großwälzlagers sein muss, sondern in geeigneter Weise zunächst als separates Bauteil hergestellt und anschließend mit dem betreffenden Lagerring verbunden werden kann. Hierdurch kann der betreffende Lagerring ohne eine Einschränkung seiner Festigkeit kleiner dimensioniert werden, wodurch Bauraum und Gewicht eingespart werden können. Zudem erhöht sich die Servicefreundlichkeit der Drehverbindung erheblich, da der Zahnkranz bei einer Beschädigung der Verzahnung nun ohne eine Demontage des Großwälzlagers und des Rotorblattes ausgetauscht werden kann. The invention is based on the finding that the segmented toothed ring does not necessarily have to be a constituent part of one of the two bearing rings of the slewing bearing, but is first of all produced as a separate component and subsequently with the relevant one Bearing ring can be connected. As a result, the bearing ring in question can be made smaller without restricting its strength, whereby space and weight can be saved. In addition, the Servicefreundlichkeit the rotary joint increases considerably, since the sprocket can now be replaced without disassembly of the large roller bearing and the rotor blade in case of damage to the teeth.

Die Aufgabe der Erfindung ist demzufolge in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Zahnkranz Be- standteil eines separaten Ringsegmentbauteils ist, das mit dem zugeordneten Lagerring und/oder mit dem mit dem Lagerring verbundenen Bauteil verbunden ist, und dessen Umfangsabmessung weitgehend dem Winkelbereich der Verzahnung entspricht. Die Erfindung geht demnach aus von einer Drehverbindung eines Rotorblattes mit der Rotornabe einer Windkraftanlage, die eine Drehlagerung des Rotorblattes in der Rotornabe und eine Blattwinkelverstellung des Rotorblattes gegenüber der Rotornabe umfasst. Die Drehlagerung ist als ein Großwälzlager mit einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring ausgebildet, deren einer Lagerring mit der Blattwurzel des Rotorblattes und deren anderer Lagerring mit der Rotornabe verbunden ist. Die Blattwinkelverstellung ist als ein Zahnradgetriebe mit einem segmentweise ausgeführten Zahnkranz und einem mit der Triebwelle eines Stellmotors verbundenen Ritzel ausgebildet, deren Zahnkranz an dem einen Lagerring angeordnet und deren Stellmotor an dem mit dem anderen Lagerring verbundenen Bauteil befestigt ist. Durch die Anordnung des Zahnkranzes in einem separaten Ringsegmentbauteil wird die Herstellung der Drehverbindung vereinfacht sowie Bauraum und Gewicht eingespart. Ebenfalls wird hierdurch die Servicefreundlichkeit der Drehverbindung erhöht, da bei einer Beschädigung der Verzah- nung ohne eine Demontage des Großwälzlagers und des Rotorblattes nur das Ringsegmentbauteil ausgetauscht werden muss. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Drehverbindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6. The object of the invention is therefore achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the sprocket component is part of a separate ring segment component, which is connected to the associated bearing ring and / or connected to the bearing ring member, and its Circumference largely corresponds to the angular range of the toothing. The invention is therefore based on a rotary joint of a rotor blade with the rotor hub of a wind turbine, which comprises a rotary bearing of the rotor blade in the rotor hub and a blade angle adjustment of the rotor blade relative to the rotor hub. The pivot bearing is designed as a large roller bearing with a bearing inner ring and a bearing outer ring, one bearing ring is connected to the blade root of the rotor blade and the other bearing ring with the rotor hub. The blade angle adjustment is designed as a gear transmission with a segmented sprocket and connected to the drive shaft of a servo motor pinion whose sprocket arranged on the one bearing ring and the servomotor is attached to the connected to the other bearing ring component. The arrangement of the ring gear in a separate ring segment component, the production of the rotary joint is simplified and saves space and weight. This also increases the service-friendliness of the rotary joint since, if the toothing is damaged without dismantling the large-diameter rolling bearing and the rotor blade, only the ring segment component has to be replaced. Advantageous embodiments of the rotary joint according to the invention are the subject matter of claims 2 to 6.

Zur Vereinfachung der Montage ist zweckmäßig vorgesehen, dass das Ring- segmentbauteil mit umfangsseitig verteilt angeordneten Durchgangsbohrungen und der zugeordnete Lagerring mit entsprechend angeordneten Gewindebohrungen zur Vormontage des Ringsegmentbauteils an dem Lagerring mittels Schrauben versehen sind. Hierdurch kann das mit dem Zahnkranz versehene Ringsegmentbauteil an dem Großwälzlager vormontiert und ge- meinsam mit diesem in die Rotornabe eingesetzt sowie an dieser befestigt werden. To simplify the assembly is advantageously provided that the ring segment component distributed circumferentially arranged through holes and the associated bearing ring with appropriately arranged threaded holes for pre-assembly of the ring segment component are provided on the bearing ring by means of screws. As a result, the ring segment component provided with the toothed ring can be preassembled on the slewing bearing and, together with this, inserted into the rotor hub and fastened thereto.

Zur belastbaren Befestigung des Ringsegmentbauteils ist dieses vorteilhaft mit Durchgangsbohrungen versehen, die mit den Durchgangsbohrungen des zugeordneten Lagerrings fluchten und zur gemeinsamen Verbindung des Ringsegmentbauteils und des Lagerrings mit dem betreffenden Bauteil, d.h. der Rotornabe oder der Blattwurzel des Rotorblattes, mittels Gewindebolzen vorgesehen sind. Da der nutzbare Schwenkbereich der Rotorblätter zwischen der Volllaststellung und der Segelstellung etwa 90° beträgt, entspricht die Umfangsabmes- sung des Ringsegmentbauteils und des Zahnkranzes zweckmäßig einem Winkelbereich zwischen 90° und 120°. Zur Erzielung einer technisch und wirtschaftlich effektiven Herstellung solcher Ringsegmentbauteile sind diese vorteilhaft jeweils aus einem ursprünglich als umfangsseitig vollständig verzahnten Ring hergestellten Bauteil herausgetrennt. Um hierbei möglichst keinen Verschnitt in Kauf nehmen zu müssen, entspricht die Umfangsabmessung des Ringsegmentbauteils und des Zahnkranzes bevorzugt einem Winkelbereich von 90° oder von 120°. In diesem Fall ergibt ein umfangsseitig vollständig verzahnter Ring verschnittfrei vier bzw. drei verzahnte Ringsegmentbauteile. For resilient attachment of the ring segment component this is advantageously provided with through holes, which are aligned with the through holes of the associated bearing ring and common connection of the ring segment component and the bearing ring with the relevant component, ie the rotor hub or the blade root of the rotor blade, are provided by means of threaded bolts. Since the usable pivot range of the rotor blades between the full load position and the feathered position is approximately 90 °, the circumferential dimension of the ring segment component and the ring gear suitably corresponds to an angle range between 90 ° and 120 °. To achieve a technically and economically effective production of such ring segment components, these are advantageously each cut out of a component originally made as a circumferentially completely toothed ring. In order to avoid having to accept any possible waste, the circumferential dimension of the ring segment component and the ring gear preferably corresponds to an angular range of 90 ° or 120 °. In this Case yields a circumferentially completely toothed ring without a waste four or three toothed ring segment components.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Darin zeigt The invention is explained below with reference to the accompanying drawings in a preferred embodiment. It shows

Fig. 1 einen Lagerinnenring eines Großwälzlagers mit einem verzahnten Fig. 1 shows a bearing inner ring of a slewing bearing with a toothed

Ringsegmentbauteil in einer perspektivischen Ansicht, Ring segment component in a perspective view,

Fig. 2 den Lagerinnenring mit dem Ringsegmentbauteil nach Fig. 1 in einer axialen Draufsicht gemäß Blickrichtung A von Fig. 1 , 2 shows the bearing inner ring with the ring segment component according to FIG. 1 in an axial plan view according to the viewing direction A of FIG. 1, FIG.

Fig. 3 eine vergrößerte radiale Schnittansicht des Lagerinnenrings und des Ringsegmentbauteils gemäß der Schnittlinie B - B von Fig. 2, 3 is an enlarged radial sectional view of the bearing inner ring and the ring segment component according to the section line B - B of Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte radiale Schnittansicht des Lagerinnenrings und des Ringsegmentbauteils gemäß der Schnittlinie C - C von Fig. 2, 4 is an enlarged radial sectional view of the bearing inner ring and the ring segment component according to the section line C - C of Fig. 2,

Fig. 5 eine bekannte Drehverbindung eines Rotorblattes mit der Rotornabe einer Windkraftanlage in einer Schnittansicht, und Fig. 5 shows a known rotary joint of a rotor blade with the rotor hub of a wind turbine in a sectional view, and

Fig. 6 eine vergrößerte Detailansicht der Drehverbindung nach Fig. 5 gemäß dem Ausschnitt D von Fig. 5. 6 is an enlarged detail view of the rotary joint according to FIG. 5 according to the detail D of FIG. 5.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings

Eine bekannte Drehverbindung 1 ^' eines Rotorblattes 2 mit der Rotornabe 3 einer Windkraftanlage, die in Fig. 5 in einer Schnittansicht und in Fig. 6 in einer vergrößerten Detailansicht gemäß Ausschnitt D von Fig. 5 abgebildet ist, umfasst eine Drehlagerung des Rotorblattes 2 in der Rotornabe 3 und eine Blattwinkelverstellung des Rotorblattes 2 gegenüber der Rotornabe 3. Die Drehlagerung ist als ein Großwälzlager 4' in Form eines zweireihigen Rillenkugellagers mit einem Lagerinnenring 5' und einem Lageraußenring 6 ausgebildet. Der Lagerinnenring 5' ist über mehrere Gewindebolzen 7, die in umfangsseitig verteilt in der Blattwurzel 8 des Rotorblattes 2 angeordnete Gewinde-Querbolzen 9 eingesetzt und durch entsprechende Durchgangsbohrungen 10 des Lagerinnenrings 5' geführt sind, mit dem Rotorblatt 2 verschraubt. Der Lageraußenring 6 ist über mehrere Schrauben 1 1 , die durch umfangsseitig verteilt an dem Lageraußenring 6 angeordnete Durchgangsbohrungen 12 geführt und in entsprechende in dem Gehäuserand 13 der Rotornabe 3 angeordnete Gewindebohrungen 14 eingesetzt sind, mit der Rotornabe 3 verschraubt. Die Blattwinkelverstellung ist als ein Zahnradgetriebe mit einem Zahnkranz 15' und einem mit der Triebwelle eines Stellmotors verbundenen Ritzel ausgebildet. Der Zahnkranz 15' ist vorliegend als eine Innenverzahnung 16 ausgebildet, die in den Lagerinnenring 5' eingearbeitet ist und über den gesamten Umfang verläuft. Es könnte aber auch eine Außenverzahnung vorgese- hen sein. Der nicht abgebildete Stellmotor, dessen Ritzel mit dem Zahnkranz 15' permanent in Verzahnungseingriff steht, ist innerhalb der Rotornabe 3 angeordnet und dort an geeigneter Stelle befestigt. A known rotary joint 1 ^'of a rotor blade 2 with the rotor hub 3 of a wind turbine, the in Fig. 5 in a sectional view and in Fig. 6 in an enlarged detail view according to detail D of Fig. 5 mapped The rotary bearing is designed as a large roller bearing 4 'in the form of a double row deep groove ball bearing with a bearing inner ring 5' and a bearing outer ring 6. The bearing inner ring 5 'is threaded over a plurality of threaded bolts 7, the circumferentially distributed in the blade root 8 of the rotor blade 2 arranged threaded transverse pin 9 and guided through corresponding through holes 10 of the bearing inner ring 5', screwed to the rotor blade 2. The bearing outer ring 6 is guided through a plurality of screws 1 1, which are distributed through circumferentially arranged on the bearing outer ring 6 through holes 12 and inserted into corresponding arranged in the housing edge 13 of the rotor hub 3 threaded holes 14, screwed to the rotor hub 3. The blade angle adjustment is formed as a gear transmission with a ring gear 15 'and connected to the drive shaft of a servo motor pinion. The sprocket 15 'is presently formed as an internal toothing 16 which is incorporated in the bearing inner ring 5' and extends over the entire circumference. But it could also be provided an external toothing. The servo motor, not shown, the pinion gear with the ring gear 15 'is permanently in meshing engagement, is disposed within the rotor hub 3 and fixed there at a suitable location.

Wie in Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht des Lagerinnenrings 5 und des Zahnkranzes 15 und in Fig. 2 in einer axialen Draufsicht gemäß Blickrichtung A von Fig. 1 erkennbar ist, unterscheidet sich die erfindungsgemäße Drehverbindung 1 von der geschilderten bekannten Lösung dadurch, dass der Zahnkranz 15 nur über einen begrenzten Umfangswinkelbereich 17 von vorliegend etwa 120° ausgeführt und Bestandteil eines separaten Ring- segmentbauteils 18 ist, das mit dem Lagerinnenring 5 verbunden ist, und dessen Umfangsabmessung weitgehend dem Winkelbereich 17 der Innenverzahnung 16 entspricht. Wie in der in Fig. 3 dargestellten vergrößerten Schnittansicht gemäß der Schnittlinie B - B von Fig. 2 erkennbar ist, sind das Ringsegmentbauteil 18 mit umfangsseitig verteilt angeordneten Durchgangsbohrungen 19 und der Lagerinnenring 5 mit entsprechend angeordneten Gewindebohrungen 20 zur Vormontage des Ringsegmentbauteils 18 an dem Lagerinnenring 5 mittels Schrauben 21 versehen. Hierdurch kann das mit dem Zahnkranz 15 versehene Ringsegmentbauteil 18 an dem Großwälzlager vormontiert und gemeinsam mit diesem in die Rotornabe 3 eingesetzt sowie an dieser befestigt werden. As can be seen in Fig. 1 in a perspective view of the bearing inner ring 5 and the ring gear 15 and in Fig. 2 in an axial plan view according to viewing direction A of Fig. 1, the rotary joint 1 of the invention differs from the described known solution in that the Sprocket 15 executed only over a limited circumferential angular range 17 of presently about 120 ° and part of a separate ring segment component 18, which is connected to the bearing inner ring 5, and the circumferential dimension largely corresponds to the angular range 17 of the internal teeth 16. As can be seen in the enlarged sectional view shown in FIG. 3 along section line B - B of FIG. 2, the ring segment component 18 is provided with through holes 19 distributed circumferentially and the bearing inner ring 5 with correspondingly arranged threaded holes 20 for pre-assembly of the ring segment component 18 on the bearing inner ring 5 provided by means of screws 21. As a result, the annular segment component 18 provided with the toothed rim 15 can be preassembled on the slewing bearing and used together with the latter in the rotor hub 3 and fastened thereto.

In einer umfangsseitig versetzten, in Fig. 4 dargestellten vergrößerten Schnittansicht gemäß der Schnittlinie C - C von Fig. 2 ist erkennbar, dass das Ringsegmentbauteil 18 mit Durchgangsbohrungen 22 versehen ist, die mit den Durchgangsbohrungen 10 des Lagerinnenrings 5 fluchten und zur gemeinsamen Verbindung des Ringsegmentbauteils 18 und des Lagerinnenrings 5 mit der Blattwurzel 8 des Rotorblattes 2 mittels Gewindebolzen vorgesehen sind. In a circumferentially offset, shown in Fig. 4 enlarged sectional view along the section line C - C of Fig. 2 it can be seen that the ring segment member 18 is provided with through holes 22 which are aligned with the through holes 10 of the bearing inner ring 5 and the common connection of the ring segment component 18 and the bearing inner ring 5 are provided with the blade root 8 of the rotor blade 2 by means of threaded bolts.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 , 1 ' Drehverbindung 1, 1 'rotary joint

2 Rotorblatt 2 rotor blade

3 Rotornabe 3 rotor hub

4, 4' Großwälzlager 4, 4 'slewing bearings

5, 5' Lagerinnenring 5, 5 'bearing inner ring

6 Lageraußenring 6 bearing outer ring

7 Gewindebolzen 7 threaded bolts

8 Blattwurzel 8 leaf root

9 Gewinde-Querbolzen 9 threaded cross pins

10 Durchgangsbohrung 10 through hole

1 1 Schraube 1 1 screw

12 Durchgangsbohrung 12 through hole

13 Gehäuserand 13 case edge

14 Gewindebohrung 14 threaded hole

15, 15' Zahnkranz 15, 15 'sprocket

16 Innenverzahnung 16 internal toothing

17 Umfangsabmessung, Winkelbereich 18 Ringsegmentbauteil 17 Circumferential dimension, angular range 18 Ring segment component

19 Durchgangsbohrung 19 through hole

20 Gewindebohrung 20 threaded hole

21 Schraube 21 screw

22 Durchgangsbohrung 22 through hole

A Blickrichtung A viewing direction

B - B Schnittlinie B - B section line

C - C Schnittlinie C - C cutting line

D Ausschnitt D neckline

Claims

Patentansprüche claims

Drehverbindung eines Rotorblattes (2) mit der Rotornabe (3) einer Windkraftanlage, mit einer als ein Großwälzlager (4) mit einem Lagerinnenring (5) und einem Lageraußenring (6) ausgebildeten Drehlagerung, deren einer Lagerring (5) mit der Blattwurzel (8) des Rotorblattes (2) und deren anderer Lagerring (6) mit der Rotornabe (3) verbunden ist, und mit einer als ein Zahnradgetriebe mit einem segmentweise ausgeführten Zahnkranz (15) und einem mit der Triebwelle eines Stellmotors verbundenen Ritzel ausgebildeten Blattwinkelverstellung, deren Zahnkranz (15) an dem einen Lagerring (5) angeordnet und deren Stellmotor an dem mit dem anderen Lagerring (6) verbundenen Bauteil (3) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (15) Bestandteil eines separaten Ringsegmentbauteils (18) ist, das mit dem zugeordneten Lagerring (5) und/oder mit dem mit dem Lagerring (5) verbundenen Bauteil (2) verbunden ist, und dessen Um- fangsabmessung weitgehend dem Winkelbereich (17) der Verzahnung (16) entspricht. Rotary connection of a rotor blade (2) with the rotor hub (3) of a wind turbine, with a pivot bearing configured as a slewing bearing (4) with a bearing inner ring (5) and a bearing outer ring (6), whose one bearing ring (5) is connected to the blade root (8). of the rotor blade (2) and its other bearing ring (6) with the rotor hub (3) is connected, and formed as a gear transmission with a segmented sprocket (15) and connected to the drive shaft of a servomotor pinion pitch adjustment whose sprocket ( 15) is arranged on the one bearing ring (5) and whose positioning motor is fastened to the component (3) connected to the other bearing ring (6), characterized in that the toothed ring (15) is part of a separate ring segment component (18) which cooperates with the associated bearing ring (5) and / or with the bearing (5) connected to the component (2) is connected, and its circumferential dimension largely the angular range (17) of the toothing (16).

Drehverbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ringsegmentbauteil (18) mit umfangsseitig verteilt angeordneten Durchgangsbohrungen (19) und der zugeordnete Lagerring (5) mit entsprechend angeordneten Gewindebohrungen (20) zur Vormontage des Ringsegmentbauteils (18) an dem Lagerring (5) mittels Schrauben (21 ) versehen sind. Rotary connection according to claim 1, characterized in that the ring segment component (18) with circumferentially distributed through holes (19) and the associated bearing ring (5) with correspondingly arranged threaded holes (20) for pre-assembly of the ring segment component (18) on the bearing ring (5) Screws (21) are provided.

Drehverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringsegmentbauteil (18) mit Durchgangsbohrungen (22) versehen ist, die mit den Durchgangsbohrungen (10) des zugeordneten Lagerrings (5) fluchten und zur gemeinsamen Verbindung des Ringsegmentbauteils (18) und des Lagerrings (5) mit dem betreffenden Bauteil (2) mittels Gewindebolzen (7) vorgesehen sind. Rotary connection according to claim 1 or 2, characterized in that the ring segment component (18) with through holes (22) is provided, which are aligned with the through holes (10) of the associated bearing ring (5) and for common connection of the Ring segment component (18) and the bearing ring (5) with the relevant component (2) by means of threaded bolts (7) are provided.

Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsabmessung des Ringsegmentbauteils (18) und des Zahnkranzes (15) einem Winkelbereich (17) zwischen 90° und 120° entspricht. Rotary connection according to one of claims 1 to 3, characterized in that the circumferential dimension of the ring segment component (18) and the ring gear (15) corresponds to an angular range (17) between 90 ° and 120 °.

Drehverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringsegmentbauteil (18) aus einem ursprünglich als umfangsseitig vollständig verzahnter Ring hergestelltes Bauteil herausgetrennt ist. Rotary connection according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ring segment component (18) is cut out of a originally made as circumferentially completely toothed ring component.

Drehverbindung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsabmessung des Ringsegmentbauteils (18) und des Zahnkranzes (15) einem Winkelbereich (17) von 90° oder von 120° entspricht. Rotary connection according to claim 4 and 5, characterized in that the circumferential dimension of the ring segment component (18) and the ring gear (15) corresponds to an angular range (17) of 90 ° or 120 °.