WO2013004345A1

WO2013004345A1 - Antriebsstrang einer strömungskraftanlage

Info

Publication number: WO2013004345A1
Application number: PCT/EP2012/002568
Authority: WO
Inventors: Andreas Vath; Raphael Stumpp; Isabella URLAUB
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2014-01-05
Also published as: US9188196B2; US20140221144A1; CN103917778A; DE102011106535A1; DE102011106535B4; CN103917778B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang einer Strömungskraftanlage, insbesondere einer Windkraftanlage oder einer Meeresströmungskraftanlage, umfassend eine Rotornabe (1), welche zumindest ein Rotorblatt trägt, und ein mehrere Planetenstufe (6, 7, 8) aufweisendes Getriebe (4), welches eine Drehbewegung einer mit der Rotornabe (1) verbundenen Rotorwelle (3) übersetzt auf einen Antrieb eines nachfolgenden Generators (5) überträgt. Dabei sind die Rotornabe (1), das Getriebe (4) und der Generator (5) koaxial zueinander angeordnet. Um nun auf kompakte Art und Weise eine geeignete Übersetzung einer Drehbewegung der Rotorwelle (3) auf den Antrieb des Generators (5) darzustellen, ist das Getriebe (4) als leistungsverzweigtes Getriebe mit drei Planetenstufen (6, 7, 8) ausgeführt.

Description

Antriebsstrang einer Strömungskraftanlage

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang einer Strömungskraftanlage, insbesondere einer Windkraftanlage oder einer Meeresströmungskraftanlage, umfassend eine Rotornabe, welche zumindest ein Rotorblatt trägt, und ein mehrere Planetenstufen aufweisendes Getriebe, welches eine Drehbewegung einer mit der Rotornabe verbundenen Rotorwelle übersetzt auf einen Antrieb eines nachfolgenden Generators überträgt, wobei die Rotornabe, das Getriebe und der Generator koaxial zueinander angeordnet sind.

Aus der EP 20 31 273 A1 geht ein derartiger Antriebsstrang einer Windkraftanlage hervor, bei welchem eine Drehbewegung einer Rotornabe mittels einer mit der Rotornabe

verbundenen Rotorwelle in ein Getriebe einleitbar ist. Über das Getriebe wird eine

Drehbewegung der Rotorwelle dann übersetzt auf eine Generatorwelle eines nachfolgenden Generators übertragen, wobei sich das Getriebe zu diesem Zweck aus zwei aufeinander folgenden Planetenstufen zusammensetzt. Hierbei ist ein Sonnenrad der ersten

Planetenstufe einstückig mit der Rotorwelle ausgestaltet, während ein Hohlrad der ersten Planetenstufe an einem umliegenden Gehäuse festgesetzt ist, so dass eine Drehbewegung des Sonnenrades der ersten Planetenstufe übersetzt in eine Drehbewegung eines

Planetensteges der ersten Stufe umgesetzt wird, welcher an einer axialen Verlängerung zugleich auch einen Planetensteg der zweiten Planetenstufe ausbildet. Seitens der zweiten Planetenstufe kämmen die Planetenräder dann mit einem ebenfalls stillstehenden Hohlrad und einem mit der Generatorwelle gekoppelten Sonnenrad. Insgesamt kann damit die langsame Drehbewegung der Rotorwelle in eine schnellere und damit geeignete

Drehbewegung zum Betrieb des Generators übersetzt werden. Die Rotornabe, das Getriebe und der Generator sind dabei koaxial zueinander platziert.

l Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsstrang einer Strömungskraftanlage zur Verfügung zu stellen, bei welchem auf kompakte Art und Weise eine geeignete Übersetzung einer

Drehbewegung einer Rotorwelle über ein Getriebe auf einen Antrieb eines nachfolgenden Generators darstellbar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Antriebsstrang einer Strömungskraftanlage eine

Rotornabe, welche zumindest ein Rotorblatt trägt, und ein mehrere Planetenstufen aufweisendes Getriebe. Über das Getriebe wird dabei eine Drehbewegung einer mit der Rotornabe verbundenen Rotorwelle übersetzt auf einen Antrieb eines dem Getriebe nachgeschalteten Generators übertragen, wobei die Rotornabe, das Getriebe und der

Generator koaxial zueinander angeordnet sind. Im Sinne der Erfindung kann es sich bei dem Generator hierbei um eine Axialflussmaschine, einen Synchrongenerator mit

Fremderregung, um einen Synchrongenerator mit Fremderregung und mit einer auf einer Welle mitrotierenden Erregermaschine, ein Synchrongenerator mit Permanentmagneten bzw. magnetischer Erregung oder einen Synchrongenerator mit Supraleitern handeln. Des Weiteren kann der Generator als Synchrongenerator auch als Transversalflussmaschine ausgeführt sein. Weiterhin ist es denkbar, den Synchrongenerator hierbei als Außenläufer oder als Innenläufer auszuführen. Hinsichtlich des Getriebes kann ein als Synchrongenerator ausgeführter Generator das Getriebe ganz oder teilweise umschließen oder auch ganz oder teilweise in das Getriebe integriert sein. Ferner kann im Sinne der Erfindung auf einer Welle des Generators ein Bremssystem vorgesehen sein. Dieses Bremssystem kann dabei entweder auf einer Generatoreingangswelle sitzen oder bei einem direkt am Getriebe angebauten Generator im rückwärtigen Bereich des Generators vorgesehen sein. Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass das Getriebe als leistungsverzweigtes Getriebe mit drei Planetenstufen ausgeführt ist. Eine derartige Ausgestaltung eines

Getriebes und die Platzierung im Antriebsstrang einer Strömungskraftanlage hat hierbei den Vorteil, dass auf diese Art und Weise ein sehr kompakt bauendes Getriebe realisierbar ist, über welches aufgrund der Leistungsverzweigung in axialer Richtung sehr schlank bauend eine geeignete Übersetzung einer Drehbewegung der Rotornabe ins Schnelle für den Antrieb des Generators darstellbar ist. In Kombination mit der koaxialen Anordnung von Rotornabe, Getriebe und Generator kann hierdurch ein in radialer und axialer Richtung kompakt ausgeführter Antriebsstrang verwirklicht werden. Im Sinne der Erfindung ist dabei über das leistungsverzweigte Getriebe insbesondere ein Übersetzungsverhältnis im Bereich von

i=20-50 darstellbar.

Erfindungsgemäß ist das leistungsverzweigte Getriebe mit drei Planetenstufen dabei derartig ausgeführt, dass ein mit der Rotorwelle gekoppelter Antrieb des Getriebes mit einem

Planetensteg einer ersten Planetenstufe und einem Hohlrad einer zweiten Planetenstufe verbunden ist. Des Weiteren ist ein Hohlrad der ersten Planetenstufe festgesetzt und ein Sonnenrad der ersten Planetenstufe mit einer ersten Welle gekoppelt, welche im weiteren Verlauf mit einem Planetensteg einer dritten Planetenstufe in Verbindung steht. Zudem ist ein Planetensteg der zweiten Planetenstufe festgesetzt und ein Sonnenrad der zweiten Planetenstufe über eine zweite Welle mit einem Hohlrad der dritten Planetenstufe verbunden. Schließlich steht noch ein Sonnenrad der dritten Planetenstufe mit einem Abtrieb des Getriebes in Verbindung. Eine derartige Ausgestaltung eines leistungsverzweigten Getriebes hat hierbei den Vorteil, dass eine geeignete Übersetzung bei besonders kompakter Bauform des Getriebes erzielbar ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Rotorwelle über ein Hauptlager in einer umliegenden Tragstruktur gelagert, mit welcher ein das Getriebe aufnehmendes Getriebegehäuse beidseitig über Drehmomentstützen verbunden ist. Eine derartige Lagerung des Antriebsstranges an drei Punkten hat hierbei den Vorteil, dass im Bereich der Rotorwelle somit nur eine Lagerstelle vorzusehen ist, was den

Herstellungsaufwand zum Ausbilden des erfindungsgemäßen Antriebsstranges

entsprechend verringert. Alternativ zu dieser Ausgestaltungsmöglichkeit ist die Rotorwelle über zwei in axialer Richtung hintereinanderliegende Hauptlager in einer umliegenden Tragstruktur gelagert, wobei ein das Getriebe aufnehmendes Getriebegehäuse mit dieser Tragstruktur beidseitig über Drehmomentstützen verbunden ist. In diesem Fall ist der Antriebsstrang also an vier Punkten gelagert, so dass über die Rotornabe hervorgerufene Biegemomente und Querkräfte durch die beiden Hauptlager der Rotorwelle und über die Drehmomentstützen beidseitig des Getriebes aufgenommen und in die Tragstruktur eingeleitet werden. In der Folge wird das Getriebe also nur noch mit Torsionsmomenten belastet. Mittels des

Vorsehens zweier Hauptlager können diese dabei entsprechend kleinbauend ausgeführt werden.

In den beiden vorgenannten Varianten können die Hauptlager hierbei als Kugel-, Zylinderoder als Kegelrollenlager, sowie als Gleitlagerungen ausgeführt sein. Jedes der Hauptlager wird dabei insbesondere über ein Gehäuse mit möglichst hohem Flächenträgheitsmoment an der Tragstruktur befestigt, um mit wenig Materialeinsatz eine möglichst hohe Steifigkeit zu erzielen. Im Falle der Drehmomentstützen beidseitig des Getriebes kann es sich bevorzugt um hydraulische Drehmomentstützen handeln.

Entsprechend einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Rotorwelle im Bereich der Rotornabe an einem Wellenabschnitt über ein Großlager gelagert. Dies hat den Vorteil, dass somit eine Lagerung des Antriebsstranges zentral und über lediglich eine Lagerung vorgenommen wird, was insbesondere den Platzbedarf im Bereich des Getriebes und des Generators entsprechend verringert. Zudem können hierdurch die

Drehmomentstützen im Bereich des Getriebes entfallen. Bevorzugt ist das Großlager dabei als doppelreihiges Kegelrollenlager ausgestaltet, so dass eine Aufnahme von Querkräften und Biegemomenten dargestellt und somit lediglich Torsionsmomente in das

nachgeschaltete Getriebe eingeleitet werden. Auch in diesem Fall ist das Großlager insbesondere über ein Gehäuse mit einem möglichst hohen Flächenträgheitsmoment an die Tragstruktur anzubinden, so dass bei geringem Materialeinsatz eine möglichst hohe

Steifigkeit erzielt werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Generator in einem das Getriebe aufnehmenden Getriebegehäuse platziert. Eine derartige Ausgestaltung hat hierbei den Vorteil, dass Getriebe und Generator auf diese Art und Weise sehr dicht beieinander angeordnet werden können, so dass der Antriebsstrang axial sehr kurz bauend ausgeführt ist. Zusätzlich kann ein ansonsten vorzusehendes Generatorgehäuse eingespart werden, was den

Herstellungsaufwand und das Gesamtgewicht des Antriebsstranges entsprechend vermindert. Entsprechend einer hierzu alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der Generator in einem separat zu einem Getriebegehäuse vorgesehenen Generatorgehäuse aufgenommen, wobei das Getriebegehäuse wiederum das Getriebe einkapselt. Bei einer getrennten Ausführung der beiden Gehäuse ist es dementsprechend möglich, die einzelnen

Komponenten im Schadensfall einfach auszutauschen, ohne dass hierfür zunächst der gesamte Antriebsstrang von der Tragstruktur zu entfernen ist. Des Weiteren ist die einzelne Komponente hierdurch für Wartungsarbeiten gut von außen zugänglich. Schließlich verhindert die geteilte Ausführung von Getriebegehäuse und Generatorgehäuse eine Übertragung von Biegemomenten ausgehend vom Getriebe auf den Generator.

In einer Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltung ist das separat ausgeführte

Generatorgehäuse jedoch an dem Getriebegehäuse angeflanscht. Hierdurch kann eine separate Befestigung des Generators an der Tragstruktur eingespart werden und zudem für Getriebe und Generator eine gemeinsame Ölversorgung vorgesehen werden.

Im Sinne der Erfindung kann bei den vorgenannten Varianten das Getriebegehäuse und/oder das Generatorgehäuse auf einer jeweiligen Unterseite mit einer entsprechenden Verstärkung versehen sein, welche hierbei beispielsweise durch Rippen, Füße oder eine entsprechende AbStützung gebildet ist.

Gemäß der Erfindung sind zudem die Rotorwelle und ein Antrieb des Getriebes über eine Kupplung miteinander verbunden. Diese Kupplung ist dabei bevorzugt in Form einer Steckverzahnung ausgestaltet, so dass eine einfach montierte Verbindung zwischen der Rotorwelle und dem Antrieb des Getriebes realisiert ist, welche zudem beispielsweise für Wartungsarbeiten auch leicht wieder getrennt werden kann. Über eine Steckverzahnung kann zudem ein möglicher Achsversatz zwischen der Rotorwelle und dem Antrieb des Getriebes ausgeglichen und die Einleitung von Biegemomenten verhindert werden.

Allerdings ist auch eine anderweitige Ankoppelung des Antriebs des Getriebes an die Rotorwelle über starre oder elastische Kupplungen im Rahmen der Erfindung denkbar.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine einen Abtrieb des

Getriebes und den Antrieb des Generators verbindende Welle sowohl seitens des Getriebes als auch seitens des Generators jeweils kardanisch aufgehängt. Vorteilhafterweise kann hierdurch ein Achsversatz zwischen Getriebe und Generator ausgeglichen werden, welcher beispielsweise durch rotorseitige Getriebebelastungen bedingte Verkippungen und

Verschiebungen auftreten kann.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine einen Abtrieb des Getriebes und einen Rotor des Generators verbindende Welle über den Rotor gestützt, wobei der Rotor beidseitige gelagert ist. Vorteilhafterweise kann hierdurch eine Lagerung der Welle auf Seiten des Getriebes entfallen, indem eine Abtriebswellenlagerung durch den Generator übernommen wird.

Erfindungsgemäß ist des Weiteren ausgehend von einer dem Getriebe abgewandten Seite des Generators ein Rohr koaxial durch Generator und Getriebe zur Rotornabe geführt. Eine derartige Ausgestaltung hat hierbei den Vorteil, dass über dieses Rohr somit elektrische und/oder hydraulische Leitungen zur Rotornabe durch Generator und Getriebe

hindurchgeführt werden können, um im Bereich der Rotornabe Stellmechanismen für eine Verstellung der Rotorblätter oder auch eine Sensorik mit Strom oder unter Druck stehendem Fluid versorgen zu können. Dabei kann dieses Rohr stillstehend oder auch drehend, insbesondere gemeinsam mit der Rotorwelle drehend ausgestaltet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Abtrieb des Getriebes gegenüber dem Antrieb des Generators elektrisch isoliert. Hierdurch kann auf zuverlässige Art und Weise verhindert werden, dass ungewollt Strom über den Generator in das Getriebe eingeleitet wird. Alternativ oder auch ergänzend dazu ist ein Getriebegehäuse, welches das Getriebe aufnimmt, gegenüber einem den Generator tragenden Generatorgehäuse isoliert.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Figuren durch die Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, die Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten Figuren nimmt. Es zeigt: eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs einer Windkraftanlage gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; ein Schema eines leistungsverzweigten Getriebes des Antriebsstrangs gemäß Figur 1 ; eine schematische Ansicht eines Detailbereichs des Getriebes und eines nachfolgenden Generators des Antriebsstrangs aus Figur 1 ; eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs einer Windkraftanlage gemäß einer zweiten bevorzugten

Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung; und eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges einer Windkraftanlage gemäß einer weiteren, dritten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung.

Aus Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges entsprechend einer ersten bevorzugten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ersichtlich, wobei es sich bei diesem um einen Antriebsstrang einer Strömungskraftanlage,

insbesondere einer Windkraftanlage handelt. Wie zu erkennen ist, umfasst dieser

Antriebsstrang dabei eine Rotornabe 1 , welche zur Aufnahme - vorliegend nicht weiter dargestellter - Rotorblätter dient und mit welcher der Antriebsstrang aus einer nur partiell angedeuteten Tragstruktur 2 der Windkraftanlage hinausgeführt ist. Über die nicht dargestellten Rotorblätter kann dabei eine Drehbewegung der Rotornabe 1 durch

Windströmung hervorgerufen werden. Ausgehend von der Rotornabe 1 erstreckt sich in Richtung der Tragstruktur 2 eine Rotorwelle 3, welche mittels einer Steckverzahnung mit einem nachfolgenden Getriebe 4 verbunden ist. Dieses Getriebe ist dabei koaxial zu der Rotornabe 1 angeordnet und übersetzt eine über die Rotorwelle 3 eingeleitete

Drehbewegung der Rotornabe 1 auf einen Antrieb eines ebenfalls koaxial angeordneten, nachgeschalteten Generators 5. Wie hierbei in Kombination mit dem Schema aus Figur 2 ersichtlich ist, ist das Getriebe 4 als leistungsverzweigtes Getriebe mit drei Planetenstufen 6, 7 und 8 ausgeführt. Hierbei ist ein Antrieb 9, welcher mit der Rotorwelle 3 gekoppelt ist, mit einem Planetensteg 10 der ersten Planetenstufe 6 und einem Hohlrad 11 der zweiten Planetenstufe 7 verbunden, wohingegen ein Hohlrad 12 der ersten Planetenstufe 6 und ein Planetensteg 13 der zweiten

Planetenstufe 7 drehfest mit einem Getriebegehäuse 14 gekoppelt sind. Ferner ist ein Sonnenrad 15 der ersten Planetenstufe 6 über eine erste Welle 16 mit einem Planetensteg 17 der dritten Planetenstufe 8 gekoppelt, deren Hohlrad 18 mittels einer zweiten Welle 19 mit einem Sonnenrad 20 der zweiten Planetenstufe 7 in Verbindung steht. Schließlich ist noch ein Sonnenrad 21 mit einem Abtrieb 22 des Getriebes 4 gekoppelt. Insgesamt wird dabei über die dritte Planetenstufe 8 eine Zusammenführung der über die beiden vorgehenden Planetenstufen 6 und 7 geführten Kraftflüsse vorgenommen.

Wie des Weiteren aus Figur 1 erkennbar ist, ist der erfindungsgemäße Antriebsstrang an insgesamt vier Punkten an der Tragstruktur 2 gelagert. Diese Lagerung wird dabei zum einen durch zwei Hauptlager 23 und 24 und zum anderen über zwei Drehmomentstützen 25 und 26 gebildet, wobei letztere eine Verbindung zwischen der Tragstruktur 2 und dem Getriebegehäuse 14 herstellen. Die Hauptlager 23 und 24, welche in axialer Richtung hintereinanderliegend angeordnet sind, sind hierbei als Rollenlager ausgeführt. Insgesamt werden durch die Vierpunktlagerung des Antriebsstranges von der Rotornabe 1 kommende Biegemomente und Querkräfte durch zwei über die Hauptlager 23 und 24 gebildete

Lagerpunkte und zwei durch die beiderseits des Getriebegehäuses 14 vorgesehenen Drehmomentstützen 25 und 26 in die Tragstruktur 2 eingeleitet, so dass der Antrieb 9 des Getriebes 4 lediglich mit Torsionsmomenten belastet wird.

Als weitere Besonderheit ist der Generator 5 in einem zum Getriebegehäuse 14 separat ausgebildeten Generatorgehäuse 27 untergebracht, wobei dieses Generatorgehäuse 27 an dem Getriebegehäuse 14 angeflanscht ist. Ferner ist, wie aus der weiteren Figur 3 ersichtlich wird, der Abtrieb 22 des Getriebes 4 über eine zwischenliegende Welle 28 dabei mit einem, den Antrieb des Generators 5 ausbildenden Rotor 29 verbunden, wobei der Rotor 29 dabei beidseitig über Lagerungen 30 und 31 im Generatorgehäuse 27 gelagert ist, so dass die Welle 28 und auch das Sonnenrad 21 durch den Rotor 29 zumindest axial gestützt werden. Ferner ist die Welle 28 - vorliegend jeweils als Kupplung dargestellt - sowohl seitens des Getriebes als auch seitens des Generators 5 kardanisch aufgehängt, so dass geringfügige Achsversätze zwischen dem Sonnenrad 21 und dem Rotor 29 durch die Welle 28 ausgeglichen werden können. Über die Welle 28 kann auch eine Isolierung zwischen Generator 5 und Getriebe 4 dargestellt werden, so dass keine Kriechströme über die Welle 28 in das Getriebe 4 eingeleitet werden können. Schließlich ist aus Figur 3 noch ein Teil eines - schematisch angedeuteten - Rohrs 32 zu erkennen, welches von der dem Getriebe 4 abgewandten Seite des Generators koaxial durch Generator 5 und Getriebe 4 hindurch zur Rotornabe 1 verläuft und in der schematischen Darstellung in Figur 1 nicht weiter angedeutet ist. Über dieses Rohr 32 können elektrische oder auch hydraulische Versorgungsleitungen aus dem rückwärtigen Bereich des Generators 5 zur Rotornabe 1 geführt werden, über welche dann eine Versorgung von Stellmechanismen im Bereich der Rotornabe 1 oder auch Sensoren, sowie eine Wärmeversorgung dargestellt werden kann.

Aus Figur 4 geht eine schematische Draufsicht eines Antriebsstrangs einer Windkraftanlage gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor. Im Unterschied zu der im Vorfeld beschriebenen Variante ist der Antriebsstrang in diesem Fall nur an drei

Punkten an der Tragstruktur abgestützt. Neben den schon bei der vorhergehenden Variante vorhandenen Drehmomentstützen 25 und 26, über welche eine beiderseitige Verbindung eines Getriebegehäuses 33 mit der Tragstruktur 2 erfolgt, ist in diesem Fall im Bereich der Rotorwelle 3 nur ein einzelnes Hauptlager 34 vorgesehen, das dabei als Rollenlager ausgeführt ist. Als weiterer Unterschied nimmt das Getriebegehäuse 33 zusätzlich zu dem Getriebe 4 auch den Generator 5 auf, so dass insgesamt ein sehr kompakter Antriebsstrang ausgestaltet werden kann.

Schließlich geht aus Figur 5 noch eine dritte bevorzugte Ausgestaltungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges hervor. Unterschiedlich zu den im Vorfeld

beschriebenen Varianten ist dieser Antriebsstrang dabei lediglich über ein Großlager 35 an einem Wellenabschnitt 36 der Rotorwelle 3 und im Bereich der Rotornabe 1 gelagert. Dabei werden die durch die Rotornabe 1 eingeleiteten Biegemomente und Querkräfte durch das Großlager 35 abgefangen und in die Tragstruktur 2 eingeleitet, so dass das nachfolgende Getriebe 4 lediglich mit Torsionsmomenten belastet wird. Das Großlager 35 ist dabei als doppelreihiges Kegelrollenlager ausgestaltet, welches Axial- und Radialkräfte aufnehmen kann. Als weiterer Unterschied ist das Generatorgehäuse 27 in diesem Fall beabstandet zu dem Getriebegehäuse 14 des Getriebes 4 angeordnet, wobei eine Verbindung zwischen Generator 5 und Getriebe 4 lediglich über die zwischenliegende Welle 28 dargestellt ist. Dementsprechend sind die beiden Komponenten Getriebe 4 und Generator 5 im Einzelnen gut zugänglich und können im Schadensfall auch einzeln ausgetauscht werden. Des Weiteren werden keine Biegemomente ausgehend vom Getriebe 4 in den Generator 5 eingeleitet.

Hinsichtlich der Lagerung des Antriebsstranges und der Aufnahme von Getriebe 4 und Generator 5 in einem oder mehreren Gehäusen sind die vorgenannten Ausführungsbeispiele beliebig miteinander kombinierbar. So kann auch im Falle der Vierpunktlagerung des ersten Ausführungsbeispiels eine Anordnung des Generators 5 in einem Getriebegehäuse 33 oder eine beabstandete Anordnung des Generatorgehäuses 27 erfolgen. Ebenso kann auch im Falle der zweiten Ausführungsform der Erfindung, also der Dreipunktlagerung des

Antriebsstranges, eine Anordnung des Generators 5 in einem separaten Generatorgehäuse 27 erfolgen, wobei dieses dann entweder an dem Getriebegehäuse 14 angeflanscht oder beabstandet zu diesem vorgesehen werden kann. Schließlich kann auch im Falle der letzten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, der Lagerung über ein Großlager 35, ein

Anflanschen des Generatorgehäuses 27 am Getriebegehäuse 14 vorgenommen oder sogar der Generator 5 mit in ein Getriebegehäuse 33 integriert werden.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungsmöglichkeiten ist es somit möglich, einen kompaktbauenden Antriebsstrang einer Strömungskraftanlage auszugestalten, bei welchem eine Drehbewegung einer Rotornabe 1 mit einer geeigneten Übersetzung auf den Antrieb eines Generators 5 übertragbar ist.

Bezuqszeichenliste

1 Rotornabe

2 Trag struktur

3 Rotorwelle

4 Getriebe

5 Generator

6 erste Planetenstufe

7 zweite Planetenstufe

8 dritte Planetenstufe

9 Antrieb

10 Planetensteg

11 Hohlrad

12 Hohlrad

13 Planetensteg

14 Getriebegehäuse

15 Sonnenrad

16 erste Welle

17 Planetensteg

18 Hohlrad

19 zweite Welle

20 Sonnenrad

21 Sonnenrad

22 Abtrieb

23 Hauptlager

24 Hauptlager

25 Drehmomentstütze

26 Drehmomentstütze

27 Generatorgehäuse

28 Welle

29 Rotor

30 Lagerung

31 Lagerung

32 Rohr Getriebegehäuse Hauptlager Großlager Wellenabschnitt

Claims

Patentansprüche

1. Antriebsstrang einer Strömungskraftanlage, insbesondere einer Windkraftanlage oder einer Meeresströmungskraftanlage, umfassend eine Rotornabe (1), welche zumindest ein Rotorblatt trägt, und ein mehrere Planetenstufe (6, 7, 8) aufweisendes Getriebe (4), welches eine Drehbewegung einer mit der Rotornabe (1) verbundenen Rotorwelle (3) übersetzt auf einen Antrieb eines nachfolgenden Generators (5) überträgt, wobei die Rotornabe (1), das Getriebe (4) und der Generator (5) koaxial zueinander angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) als leistungsverzweigtes Getriebe mit drei Planetenstufen (6, 7, 8) ausgeführt ist.

2. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Rotorwelle (3) gekoppelter Antrieb (9) des Getriebes (4) mit einem Planetensteg (10) einer ersten Planetenstufe (6) und einem Hohlrad (11) einer zweiten Planetenstufe (7) verbunden ist, wobei ein Hohlrad (12) der ersten

Planetenstufe (6) festgesetzt und ein Sonnenrad (15) der ersten Planetenstufe (6) mit einer ersten Welle (16) gekoppelt, welche im weiteren Verlauf mit einem Planetensteg (17) einer dritten Planetenstufe (8) in Verbindung steht, wobei ein Planetensteg (13) der zweiten Planetenstufe (7) festgesetzt und ein Sonnenrad (20) der zweiten Planetenstufe (7) über eine zweite Welle (19) mit einem Hohlrad (18) der dritten Planetenstufe (8) verbunden ist, und wobei ein Sonnenrad (21) der dritten Planetenstufe (8) mit einem Abtrieb (22) des Getriebes (4) in Verbindung steht.

3. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (3) über ein Hauptlager (34) in einer umliegenden Tragstruktur (2) gelagert ist, mit welcher ein das Getriebe (4) aufnehmendes Getriebegehäuse (33) beidseitig über Drehmomentstützen (25, 26) verbunden ist.

4. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (3) über zwei in axialer Richtung

hintereinander liegende Hauptlager (23, 24) in einer umliegenden Tragstruktur (2) gelagert ist, mit welcher ein das Getriebe (4) aufnehmendes Getriebegehäuses (14) beidseitig über Drehmomentstützen (25, 26) verbunden ist.

5. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (3) im Bereich der Rotornabe (1) an einem Wellenabschnitt (36) über eine Großlager (35) gelagert ist.

6. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (5) in einem das Getriebe (4) aufnehmende Getriebegehäuse (33) platziert ist.

7. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (5) in einem Generatorgehäuse (27) aufgenommen ist, welches separat zu einem das Getriebe (4) aufnehmenden

Getriebegehäuse (14) vorgesehenen ist.

8. Antriebsstrang nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass das Generatorgehäuse (27) an dem Getriebegehäuse (14) angeflanscht ist.

9. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (3) und ein Antrieb (9) des Getriebes (4) über eine Kupplung miteinander verbunden sind.

10. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass eine einen Abtrieb (22) des Getriebes (4) und den Antrieb des Generators (5) verbindende Welle (28) sowohl seitens des Getriebes (4) als auch seitens des Generators (5) jeweils kardanisch aufgehängt ist.

11. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass eine einen Abtrieb (22) des Getriebes (4) und einen Rotor (29) des Generators (5) verbindende Welle (28) über den Rotor (29) gestützt ist, wobei der Rotor (29) gelagert, insbesondere beidseitig gelagert ist.

12. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer dem Getriebe (4) abgewandten Seite des Generators (5) ein Rohr (32) koaxial durch Generator (5) und Getriebe (4) zur Rotornabe (1) geführt ist.

13. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtrieb (22) des Getriebes (4) gegenüber dem Antrieb des Generators (5) elektrisch isoliert ist.

14. Antriebsstrang nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebegehäuse (14) gegenüber einem

Generatorgehäuse (27) isoliert ist.