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DE102009016544A1 - Wind energy plant, has head provided with crane cable guidance unit that is formed for hoisting and lowering drive train, where drive train comprises rotor blade, rotor hub, transmission and generator - Google Patents

Wind energy plant, has head provided with crane cable guidance unit that is formed for hoisting and lowering drive train, where drive train comprises rotor blade, rotor hub, transmission and generator Download PDF

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DE102009016544A1
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WIN 2 VERWALTUNGSGMBH
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Abstract

The plant has a head (2) rotatably supported on a tower (1) about an axis of the tower, and a drive train (7) comprising a rotor blade (3), a rotor hub (4), a transmission (5) and a generator (6). The drive train is supported by the head that is provided with a crane cable guidance unit (8). The head is designed as a crane head, and the crane cable guidance unit is formed for hoisting and lowering the drive train. The transmission is arranged in the rotor hub and designed as a planetary gear, where an internal gear of the planetary gear is fitted into a housing of the rotor hub.

Description

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem Turm, einem auf dem Turm um dessen Achse drehbar gelagerten Kopf und einem von dem Kopf getragenen, aus wenigstens einem Rotorblatt, einer Rotornabe, ggf. Getriebe und einem Generator bestehenden Antriebsstrang ist.The The invention relates to a wind turbine with a tower, a on the tower about its axis rotatably mounted head and one of worn from the head, from at least one rotor blade, a rotor hub, if necessary gearbox and a generator existing powertrain is.

Bei Windenergieanlagen besteht das Problem, das zum Absenken eines auszutauschenden oder am Boden zu reparierenden Antriebsstrangs und zum Aufziehen des Antriebsstrangs als Ganzes oder auch nur eines seiner Elemente ein Kran herbeigeschafft werden muss, dessen Arbeitshöhe der des Antriebsstrangs entspricht.at Wind turbines have the problem of lowering or exchanging a to be repaired on the ground drivetrain and for mounting the Drivetrain as a whole or just one of its elements Crane must be procured, the working height of the drive train equivalent.

Der Einsatz eines solchen Krans ist mit erheblichen Kosten verbunden.Of the Use of such a crane is associated with considerable costs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windenergieanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Absenken und Aufziehen des Antriebsstrangs (einschließlich des Rotors) ohne einen gesondert herbeizuschaffenden Kran möglich wird.Of the Invention is based on the object, a wind turbine of the to create the aforementioned type, in which a lowering and mounting of the powertrain (including the rotor) is possible without a crane to be made separately.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kopf mit Kranseilführungsmitteln versehen als ein ein Absenken und Aufziehen des Antriebsstrangs erlaubender Krankopf ausgebildet ist.According to the invention this Task solved by that the head with crane cable guides provided as a lowering and tightening of the drive train permitting crane head is formed.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Getriebe in der Rotornabe angeordnet ist, wobei das Getriebe bevorzugt ein Planetengetriebe ist, dessen Hohlrad in das Gehäuse der Rotornabe eingepasst ist. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt eine besonders kurze Ausbildung des Antriebsstrangs und damit ein relativ kurzes Herausragen des Antriebsstrangs über den Turm hinaus, wodurch die Belastung des Krankopfes reduziert wird, diese Ausbildung ist auch ohne Verwirklichung der Merkmale des Anspruchs 1 denkbar.One preferred embodiment is characterized by the fact that the transmission is arranged in the rotor hub is, wherein the transmission is preferably a planetary gear, whose Ring gear in the housing the rotor hub is fitted. This embodiment allows a especially short training of the powertrain and thus a relative briefly protrude the drive train beyond the tower, which the load on the crane head is reduced, this training is even without realizing the features of claim 1 conceivable.

Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich durch einen von an der Außenfläche des Turms angebrachten Schienen Fahrkorb aus. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt das Aufziehen eines Kranseils (oder eines Vorseils) außerhalb des Turms, der in dem Fahrkorb auffahrende Monteur legt dieses dann um die Kranführungselemente.A preferred embodiment is characterized by a on the outer surface of the Tower mounted rail car. This embodiment allows the hoisting of a crane rope (or a pre-rope) outside of the tower, the mechanic ascending in the car then transfers this the crane guide elements.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeichnet sich aus durch Mittel zum Neigen des Antriebsstrangs relativ zu der Horizontalen. Diese Ausbildung erlaubt es, eine Neigung des Antriebsstrangs nur dann einzustellen, wenn die jeweilige Windstärke dies (zur Sicherstellung eines Nichtkollidierens der sich im Wind durchbiegenden Rotorblätter mit dem Turm) erfordert, so dass das bei Neigung des Antriebsstrangs durch das Gewicht der Rotorblätter auf dessen Lager ausgeübte Drehmoment zeitlich minimiert werden kann. Auch dieses Ausführungsbeispiel ist ohne Verwirklichung der Merkmale des Anspruchs 1 möglich.One another embodiment is characterized by means for tilting the drive train relative to the horizontal. This training allows a tendency of the Adjust powertrain only if the respective wind force is (to ensure a non-collision of the wind deflecting rotor blades with the tower), so that when inclining the drive train by the weight of the rotor blades exercised on its stock Torque can be minimized in time. This embodiment is also without realizing the features of claim 1 possible.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Schnittansicht durch den oberen Teil einer erfindungsgemäß ausgebildeten Windenergieanlage.The Invention will be explained below with reference to a drawing. there the single figure shows a schematic sectional view through the upper part of an inventively designed Wind turbine.

Die Windenergieanlage besteht aus einem Turm 1, einem auf dem Turm um dessen Achse drehbar gelagerten Kopf 2 und einem von dem Kopf 2 getragenen, aus wenigstens einem Rotorblatt 3, vorzugsweise aber zwei oder drei Rotorblättern, einer Rotornabe 4, einem Getriebe 5 und einem Generator bestehenden Antriebsstrang 7. Der kompakt ausgebildete Antriebsstrang 7 ist vollständig außerhalb des Umfangs des Turms 1 angeordnet, sein Außenumfang liegt also außerhalb des Turms oder der gedachten Verlängerung des Turms.The wind turbine consists of a tower 1 , a head rotatably mounted on the tower about its axis 2 and one from the head 2 carried, from at least one rotor blade 3 , but preferably two or three rotor blades, a rotor hub 4 , a gearbox 5 and a generator existing powertrain 7 , The compact drive train 7 is completely outside the perimeter of the tower 1 arranged, its outer circumference is therefore outside the tower or the imaginary extension of the tower.

Der Kopf des Turms, in dem der Antriebsstrang 7 gelagert ist, ist als Krankopf 2 ausgebildet, er weist also Kranführungsmittel 8 auf. Der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Fachwerkkonstruktion ausgeführte Kopf wird von einem auf den Turm aufliegenden Azimutlager um die Achse des Turms drehbar gelagert, er weist erste Lagerelemente auf. Der Antriebsstrang 7 weist zweite, mit den ersten Lagerelementen des Krankopf zusammenwirkende zweite Lagerelemente auf.The head of the tower in which the drive train 7 is stored as a crane head 2 trained, he therefore has crane guidance means 8th on. The running in the illustrated embodiment as a truss construction head is rotatably supported by a resting on the tower azimuth bearing about the axis of the tower, it has first bearing elements. The powertrain 7 has second, cooperating with the first bearing elements of the crane head second bearing elements.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die Lagerelemente als Lagerzapfen ausgebildet sein, die zweiten Lagerelemente als Lagerschalen.at the illustrated embodiment, the Bearing elements be designed as a journal, the second bearing elements as bearing cups.

Die – zeichnerisch nur angedeutete – Ausbildung des Getriebes als in die Rotornabe 4 eingesetztes Planentengetriebe führt zu einer sehr kurzen Ausbildung des Antriebsstrangs und damit eine Verkürzung des Abstands des Schwerpunkts des Antriebsstrangs von dem Turm. Diese Ausbildung erlaubt es weiter, einen Getriebedeckel auf der dem Generator entgegen gesetzten Seite des Getriebes vorzusehen, bei dessen Entfernen das Getriebe zum Auswechseln (ggf. auch nur einzelner Zahnräder) zugänglich wird.The - drawing only hinted - training of the transmission as in the rotor hub 4 used tarpaulin gear leads to a very short formation of the drive train and thus a shortening of the distance of the center of gravity of the drive train from the tower. This training also makes it possible to provide a gear cover on the opposite side of the generator of the transmission, in the removal of the gear to replace (possibly even only individual gears) is accessible.

Die Figur zeigt weiter, dass an der Außenfläche des Turms 3 Schienen 9 angeordnet sind, die einen Fahrkorb 10 führen. An die Schienen 9 kann auch eine Bühne angesetzt werden, die (bei Drehen des Krankopfes aus der gezeichneten Stellung um 180°) einen Zugang zu den Rotorblattern zu deren Inspektion und Wartung erlaubt.The figure further shows that on the outer surface of the tower 3 rails 9 are arranged, which is a car 10 to lead. To the rails 9 Also, a stage can be attached, which (when turning the crane head from the position shown by 180 °) allows access to the rotor blades for their inspection and maintenance.

Zum Absenken des Antriebsstrangs mitsamt dem Rotor wird ein Kranseil mit Hilfe des Fahrkorbs 10 aufgezogen und wird dann von Monteuren über die Kranseilführungsmittel 8 des Krankopfes 2 gelegt und an den Antriebsstrang 7 angeschlagen, vorzugsweise im Bereich der vertikalen Ebene des Schwerpunkts des Antriebsstrangs 7. Sodann wird die untere der Lagerschalen des Antriebsstrangs 7 derart gelöst, dass der Antriebsstrang 7 nach unten abgesenkt werden kann. Dies erfolgt durch Betreiben einer (nicht dargestellten) Seilwinde, die sich an dem Boden befindet, der Antriebsstrang 7 kann so abgelassen werden.To lower the drive train together with the rotor is a crane rope with the help of the car 10 is then raised and then by technicians on the crane cable guide 8th the crane head 2 placed and attached to the powertrain 7 struck, preferably in the region of the vertical plane of the center of gravity of the drive train 7 , Then the lower of the bearing shells of the drive train 7 solved in such a way that the drive train 7 can be lowered down. This is done by operating a winch (not shown) located on the ground, the drive train 7 can be drained so.

Das Aufziehen des reparierten oder eines ausgetauschten Antriebsstrangs 7 erfolgt entsprechend, die – nicht gezeigte – sich am Boden befindende Seilwinde wird so betrieben, dass der kompakte Antriebsstrang nach oben gezogen wird, bis er in die obere der Lagerschalen des Krankopfs geführt ist, die untere der Lagerschalen wird an die obere angesetzt und mit dieser verriegelt. Die Antriebseinheit ist so an dem Krankopf gelagert.Mounting the repaired or replaced drivetrain 7 takes place accordingly, which - not shown - located on the ground winch is operated so that the compact drive train is pulled up until it is guided into the upper of the bearing shells of the crane head, the lower of the bearings is attached to the top and with this locked. The drive unit is mounted on the crane head.

Der Krankopf weist weiter Mittel 11 zum Neigen des Antriebsstrangs 7 relativ zu dem Kopf 2 auf. Diese Mittel dienen dazu, den Neigungswinkel des Antriebsstrangs 7 zur Horizontalen zu ändern, ein Winkel, der üblicherweise im Bereich von maximal 5° liegt und dazu dient zu verhindern, dass eine Durchbiegung der Rotorblätter dazu führen kann, dass diese an dem Turm anschlagen. Diese nur bei starkem Wind erforderliche Neigung des Antriebsstrangs bringt es mit sich, dass durch das Gewicht der Blätter entstehende Biegemomente auftreten, die die Lager des Antriebsstrangs belasten. Durch das Vorsehen von Mitteln zum Neigen des Antriebsstrangs, also zum Verschwenken des Antriebsstrangs in den durch die Lagerelemente gebildeten Lager, erlaubt es, bei geringem Wind keine Neigung vorzusehen, so dass ein durch das Gewicht der Rotorblätter verursachte Drehmoment nicht auftritt, bei starkem Wind dagegen die jeweils erforderliche Neigung zu bewirken. Diese Ausbildung reduziert die Zeitdauer, während der Antriebsstrang mit einem durch das Gewicht der Rotorblätter verursachtem, auf die Nabe wirkenden Biegemoment beaufschlagt wird, die Lebensdauer der Lager des Antriebsstrangs wird dadurch erhöht.The crane head further comprises means 11 for tilting the drive train 7 relative to the head 2 on. These agents are used to the inclination angle of the drive train 7 to the horizontal, an angle which is usually in the range of a maximum of 5 ° and serves to prevent a deflection of the rotor blades can cause them to strike the tower. This tendency of the drive train, which is only required in strong winds, means that bending moments occur due to the weight of the blades, which stress the driveline bearings. By providing means for tilting the drive train, so for pivoting the drive train in the bearing formed by the bearing elements, it allows to provide no inclination at low wind, so that caused by the weight of the rotor blades torque does not occur in strong winds against it to effect the required inclination. This design reduces the period of time during which the drive train is subjected to a bending moment acting on the hub caused by the weight of the rotor blades, thereby increasing the service life of the driveline bearings.

Claims (5)

Windenergieanlage mit einem Turm (1), einem auf dem Turm (1) um dessen Achse drehbar gelagerten Kopf (2) und einem von dem Kopf (2) getragenen, aus wenigstens einem Rotorblatt (3), einer Rotornabe (4), ggf. Getriebe (5) und einem Generator (6) bestehenden Antriebsstrang (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf mit Kranseilführungsmitteln (8) versehen als ein ein Aufziehen und Absenken des Antriebsstrangs (7) erlaubender Krankopf (2) ausgebildet ist.Wind turbine with a tower ( 1 ), one on the tower ( 1 ) rotatably mounted about its axis head ( 2 ) and one of the head ( 2 ), from at least one rotor blade ( 3 ), a rotor hub ( 4 ), possibly gearboxes ( 5 ) and a generator ( 6 ) existing powertrain ( 7 ), characterized in that the head with crane cable guide means ( 8th provided as a raising and lowering of the drive train ( 7 ) permitting crane head ( 2 ) is trained. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (5) in der Rotornabe (4) angeordnet ist.Wind energy plant according to claim 1, characterized in that the transmission ( 5 ) in the rotor hub ( 4 ) is arranged. Windenergieanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (5) ein Planetengetriebe ist, dessen Hohlrad in das Gehäuse der Rotornabe (4) eingepasst ist.Wind energy plant according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission ( 5 ) is a planetary gear whose ring gear in the housing of the rotor hub ( 4 ) is fitted. Windenergieanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen von an der Außenfläche des Turms (3) angebrachten Schienen (9) geführten Fahrkorb (10).Wind turbine according to one of the preceding claims, characterized by a on the outer surface of the tower ( 3 ) mounted rails ( 9 ) car ( 10 ). Windenergieanlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel (11) zum Neigen des Antriebsstrangs (7) zur Horizontalen.Wind turbine according to claim 4, characterized by means ( 11 ) for tilting the drive train ( 7 ) to the horizontal.
DE102009016544A 2009-04-06 2009-04-06 Wind energy plant, has head provided with crane cable guidance unit that is formed for hoisting and lowering drive train, where drive train comprises rotor blade, rotor hub, transmission and generator Withdrawn DE102009016544A1 (en)

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