[發明專利]用于將旋轉能量從風力設備的風輪的轉子輪轂中取出的結構組件

有效

• 申請號: 201180051026.3
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN103299070B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 胡貝圖斯·弗蘭克
• 申請（專利權）人: IMO控股有限責任公司
• 主分類號: F03D80/00
• 分類號: F03D80/00;F03D13/20;F16C19/54;F16H57/08
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 楊靖,車文

技術領域

本發明涉及一種結構組件，其具有用于風力設備的風輪的轉子輪轂的聯接部，以便接受所有在那里出現的力和力矩，該風力設備的轉子轉動軸線在運行期間大致指向風向，并且具有至少一個用于將軸向力和徑向力以及傾斜力矩傳導到風力設備的承載的結構中的轉子軸承或主軸承，此外還具有用于將風輪的轉子輪轂的旋轉能量在單級的行星式傳動裝置形式中取出的裝置，該行星式傳動裝置與轉子軸承或主軸承集成在一起，并且其行星齒輪支承在行星齒輪架上并且與太陽輪和齒圈同時咬合，以及該結構組件具有聯接在或能聯接在行星式傳動裝置的輸出側上的發電機用以將旋轉能量轉換成電能。

背景技術

按類屬的結構組件在WO02/14690A1或DE01 954251T1中公開。在那里描述了用于風力渦輪機的驅動構造，其具有承載轉子輪轂的結構、以及主軸承、單級的行星式傳動裝置和發電機。不過在那里主軸承的外環與風力渦輪機轉子輪轂聯接或適合與其聯接。因為由于內環固定在吊艙的承載的結構或類似物上而不提供扭矩的傳遞，所以用于抽取（驅動）扭矩的額外的結構件是必需的，其本身必須與轉子輪轂連接。因此得出整體上非常昂貴的結構件，其也使要進行的維護工作變得困難。

發明內容

從所描述的現有技術的缺點中得出如下發動本發明的問題，即，用于聯接在風力設備的風輪的轉子輪轂上的按類屬的結構組件為了接受在那出現的力和力矩的目的以如下方式來改進，即，利用最簡單的部件將由風產生的驅動功率與其他力和力矩分離并且最終轉換成電能。此外，待提供的布置應該是盡可能易維護的，因此即使在例如在山上或在海上的遠離海岸區域中的難以接近的風力設備上，維護可以不用輔助部件，尤其不用起重機來實施。

該問題的解決方案通過如下方法得到，即，風力設備的主軸承或轉子軸承的內環在其端側上具有用于與風力設備的轉子輪轂連接的聯接面，在該內環的外側上具有一個或多個用于滾動體的滾道，該滾動體同時在外環的一個或多個滾道上滾動，并且在其內側上設有圍繞分布（rundumlaufend）的嚙合部，在該嚙合部上抽取旋轉能量。

因此轉子軸承或主軸承的內環變為用于轉移力和扭矩的“轉接器”：當軸向力和徑向力以及傾斜力矩經由外環傳導到風力設備的承載的結構中時，輪轂的旋轉能量可以經由內環的內嚙合部抽取。對此唯一的結構部件是足夠的，從而零件的數量被最小化并且由此易受干擾性減少到最小。此外被聯接的傳動裝置單元可以容易地從后面，也就是說從吊艙的后方區域來維護并且必要時也可以被拆卸，而為此轉子輪轂不必從主軸承或轉子軸承的承載該轉子輪轂的內環中拆除。因此這種維護工作和/或維修工作可以不用起重機來進行。

如下證明是有利的，即，轉子軸承或主軸承的內環在其面向轉子輪轂的端側上，尤其在其聯接面上具有用于附著轉子輪轂的、優選呈環圈狀地分布地布置的附著孔形式，尤其呈環圈狀地分布地布置的帶有內螺紋的盲孔形式的聯接元件。在其上轉子輪轂與相應數量的螺栓、螺紋銷或類似物足夠牢地連接，從而使得轉子輪轂即使在強風暴的情況下也安全地錨定在軸承上。

如下處于在本發明的框架中，即，在內環上的用于讓滾動體在其上并沿其運行的滾道和該內環的圍繞分布的嚙合部和/或該內環用于附著轉子輪轂的聯接元件通過共同的基體的成型或加工來形成。通過該措施，在唯一的基體中的所有力被轉子輪轂接受并且隨后在無需內部的保持縫隙的部件的情況下被一方面分成待支撐的軸向力和徑向力以及傾斜力而另一方面分成待抽取的驅動扭矩。因為由于在此沒有相對彼此運動的部件而不會出現縫隙或其他相對運動，所以這種內環幾乎是無磨損的。

優選地，轉子軸承或主軸承構造為多列的滾珠軸承、錐形軸承、鼓形滾子軸承、滾柱軸承和/或滾針軸承。盡管偏好呈僅具有相同類型的滾動體的多列的滾動軸承形式的實施方式，但尤其混合形式也應該被包括在內，也就是說具有多列不同的滾動體的軸承。滾珠軸承可能使用較少滾動體列，而其余的滾動體幾何結構在極端的空氣流動情況，例如暴風雨（當巨大的力作用在風輪上，該力只可以通過極其穩定的支承裝置安全地傳導時）中有優點。在此如下是有利的，即，呈線式接觸形式的軸承，尤其是滾柱軸承的承載力通常高于可比較的具有幾乎點式接觸區域的滾珠軸承的承載力。線式接觸通常出現在如下滾動體上，其具有清楚的旋轉軸線，也就是說其是旋轉對稱的，但不是球形的。在此如下沒有決定性的意義，即，滾動體的直徑是否像鼓形滾子軸承或錐形軸承那樣沿著它的旋轉軸線的縱向方向改變，或者像滾柱軸承或滾針軸承那樣不改變。

本發明此外設置如下，即，轉子軸承或主軸承的內環構造為所謂的鼻環，其在其外側上具有圍繞分布的凸緣。這種凸鼻，也就是圍繞分布的凸緣可以傳遞特別大的軸向力和傾斜力矩。