專利名稱：帶有螺距軸承的風(fēng)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有轉(zhuǎn)子轂心殼體的風(fēng)能裝置，其具有螺距軸承。
技術(shù)背景螺距軸承(pitch bearing )是一種滾動(dòng)軸承，其具有內(nèi)圏和外圏， 其中一個(gè)軸承圏與轉(zhuǎn)子轂心殼體相連，另一軸承圏與轉(zhuǎn)子葉片相連。 優(yōu)選地是，螺距系統(tǒng)是由螺距驅(qū)動(dòng)件、螺距控制件、以及例如是輔助 的電源構(gòu)成的。借助于該螺距系統(tǒng)，使得轉(zhuǎn)子葉片繞自身的縱向軸線 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可將葉片的迎角調(diào)整為朝向來(lái)風(fēng)。轉(zhuǎn)子轂心殼體的現(xiàn)有構(gòu)造是由帶有凸緣的鑄造體構(gòu)成的，其中的 凸緣用于安裝螺距軸承。在文獻(xiàn)"Windkraftanlagen Grundlagen， Technik Einsatz Wirtschaftlichkeit 3th edition Springer Verlag Berlin"的章節(jié)7.5中，Erich Hau介紹了這樣的內(nèi)容除了對(duì)轉(zhuǎn)子葉 片的正確設(shè)計(jì)制造之外，轉(zhuǎn)子葉片的質(zhì)量和重量基本上是由葉片與轉(zhuǎn) 子轂心的接合結(jié)構(gòu)所決定的。從文獻(xiàn)DE 102004023773 B3可了解到設(shè)計(jì)帶有內(nèi)圏的螺距軸 承，其中的內(nèi)圏被固定連接到轉(zhuǎn)子轂心上。與轉(zhuǎn)子葉片相連的外圏具 有外輪齒，其與用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片的螺距系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)齒輪相嚙合。專利文獻(xiàn)DE 102004017323 Al 7>開(kāi)了 一種用于轉(zhuǎn)子葉片的葉片 連接件，在該連接件中設(shè)置了阻抑裝置，其使得轉(zhuǎn)子葉片在預(yù)定的轉(zhuǎn) 角位置上不存在沖闖齒隙。專利文獻(xiàn)WO 2004/090326八17>開(kāi)了一種轉(zhuǎn)子轂心體，其具有位 于轉(zhuǎn)子葉片連接件區(qū)域中的、被制成一體的三臂式加強(qiáng)件。專利文獻(xiàn)DE 202004003521 Ul公開(kāi)了 一種用于風(fēng)能裝置的轉(zhuǎn)子 轂心體，其是由用于對(duì)螺距軸承進(jìn)行固定的環(huán)圏凸緣實(shí)現(xiàn)的。在環(huán)圏凸緣內(nèi)，同時(shí)還設(shè)置了一個(gè)加強(qiáng)隔板，其或者是被制成與轉(zhuǎn)子轂心殼體一體的鑄造件，或者可以是獨(dú)立的零部件，其可通過(guò)焊接或螺紋連 接操作而與轉(zhuǎn)子轂心連接到一起。在轉(zhuǎn)子轂心殼體中，加強(qiáng)隔板被布 置在面向轉(zhuǎn)子軸的那一側(cè)上。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是基于如下的目的而提出的為轉(zhuǎn)子轂心殼體提供一種加 強(qiáng)元件，其簡(jiǎn)化了風(fēng)能裝置的安裝。根據(jù)本發(fā)明，利用具備權(quán)利要求1特征的風(fēng)能裝置而實(shí)現(xiàn)了該目 的。有利的實(shí)施方式構(gòu)成了各個(gè)從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能裝置具有轉(zhuǎn)子轂心殼體，在該殼體上通過(guò)連接 裝置連接有至少一個(gè)螺距軸承。轉(zhuǎn)子葉片的葉片根部被固定到螺距軸 承上，優(yōu)選地是，轉(zhuǎn)子葉片利用根部與螺距軸承通過(guò)螺栓連接到一起。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置了加強(qiáng)元件，其被布置在螺距軸承與轉(zhuǎn)子轂心 殼體之間，并借助于連接裝置固定到轉(zhuǎn)子轂心殼體上。根據(jù)本發(fā)明的加強(qiáng)元件被制成獨(dú)立的結(jié)構(gòu)部件，其特別的優(yōu)點(diǎn)在于其可與螺距軸 承一起安裝到轉(zhuǎn)子轂心殼體上。在此情況下，優(yōu)選地是，借助于將螺 距軸承連接到轉(zhuǎn)子轂心殼體上的同一連接裝置執(zhí)行安裝過(guò)程，且優(yōu)選 地是加強(qiáng)元件與螺距軸承一起擰緊到轉(zhuǎn)子轂心軸承上。根據(jù)本發(fā)明 的加強(qiáng)元件的另一優(yōu)點(diǎn)在于與一體式的轉(zhuǎn)子轂心殼體鑄造件相比，轉(zhuǎn)子轂心殼體的基體和加強(qiáng)元件的制造工藝比鑄造工藝簡(jiǎn)單得多。實(shí)際上，加強(qiáng)元件具有環(huán)形布置的通孔，這些通孔是為容納螺釘 而設(shè)置的。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，加強(qiáng)元件同時(shí)還起到了承載元件的作用， 其用于承栽螺距系統(tǒng)的各個(gè)部件。這些部件可被獨(dú)立地安裝到加強(qiáng)元 件上。另外，加強(qiáng)元件在被安裝到轉(zhuǎn)子轂心殼體上之前，可被單獨(dú)地 進(jìn)行測(cè)試。優(yōu)選地是，加強(qiáng)元件被制成環(huán)形。另外，其可被制成盤形、板體 或桶形，其中，隨后在加強(qiáng)元件上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中， 一方面在葉片根部區(qū)域設(shè)置了螺距軸承 和轉(zhuǎn)子葉片，另一方面使得轉(zhuǎn)子轂心殼體以及加強(qiáng)元件的剛性實(shí)現(xiàn)了相互對(duì)應(yīng)。為了在轉(zhuǎn)子葉片一側(cè)與轉(zhuǎn)子轂心一側(cè)具有相同的剛性，可 在轉(zhuǎn)子葉片一側(cè)設(shè)置另外的加強(qiáng)元件，其位于螺距軸承與轉(zhuǎn)子葉片的 根部之間。優(yōu)選地是，螺距軸承被實(shí)現(xiàn)成具有內(nèi)圏和外圏的滾動(dòng)軸承， 外圏被固定到轉(zhuǎn)子轂心上，而內(nèi)圏則被連接到轉(zhuǎn)子葉片上，例如可以 與位于轉(zhuǎn)子葉片一側(cè)的加強(qiáng)元件的情況相同。螺距軸承的兩個(gè)軸承圏 具有大致相等的剛性。利用這一特性，可防止在內(nèi)圏和外圏上作用不 等的作用力，而作用力不等的情況會(huì)對(duì)螺距軸承造成不利影響。


下文將借助于附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式作詳細(xì)介紹，在附圖中圖l表示了根據(jù)本發(fā)明的加強(qiáng)元件，其被設(shè)計(jì)成桶體的形式； 圖2表示了根據(jù)本發(fā)明的加強(qiáng)元件被安裝到轉(zhuǎn)子轂心殼體時(shí)的情 形；以及圖3表示了根據(jù)本發(fā)明的加強(qiáng)元件以及螺距系統(tǒng)的各個(gè)部件、螺 距軸承、以及位于轉(zhuǎn)子葉片一側(cè)的第二加強(qiáng)元件。
具體實(shí)施方式
圖l表示了加強(qiáng)元件10，優(yōu)選地是，該加強(qiáng)元件是由鋼材或鑄造 材料制成的。對(duì)于鑄造材料，優(yōu)選地是采用球墨鑄鐵一例如對(duì)應(yīng)于DIN EN 1563的材料(例如EN-GJS-400-18 )。加強(qiáng)元件10循環(huán)邊緣12的 厚度被制成顯著大于其中心區(qū)域14的厚度。中心區(qū)域14具有通道孔 16，其通到轉(zhuǎn)子葉片中。循環(huán)環(huán)體12上設(shè)置有長(zhǎng)形孔形式的開(kāi)口 18， 這些開(kāi)口是安裝轉(zhuǎn)子葉片的螺釘所需的。在位于邊緣的區(qū)域處，循環(huán) 環(huán)體12上設(shè)置有用于安裝螺距驅(qū)動(dòng)件的連接件20。在該區(qū)域中，循 環(huán)環(huán)體12在徑向方向上的寬度要大于加強(qiáng)元件其余區(qū)域的寬度。加強(qiáng) 元件10的兩側(cè)平面沿其整個(gè)圓周設(shè)置有凸緣面22、 24，它們位于外 部。在圖1中，表示出了凸緣面22,其朝向轉(zhuǎn)子轂心殼體。在圖2中 可看到相反的凸緣面24，其面朝向遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子轂心殼體的方向。加強(qiáng)元 件10具有環(huán)形布置的通孔26,在加強(qiáng)元件的安裝過(guò)程中，緊固螺栓 (圖中未示出)穿過(guò)這些通孔而受到引導(dǎo)。圖2表示出了轉(zhuǎn)子轂心殼體28，在其為轉(zhuǎn)子葉片設(shè)置的三個(gè)凸部 上同時(shí)都配備了一個(gè)加強(qiáng)元件10。為了分別安裝加強(qiáng)元件和螺距軸 承，轉(zhuǎn)子轂心殼體28的各個(gè)凸部都具有安裝凸緣30，緊固螺栓33從 這些凸緣30上突伸出。另外，圖2表示出了螺距軸承32,其是由帶有內(nèi)圏34和外圏36 的可轉(zhuǎn)動(dòng)軸承構(gòu)成的。內(nèi)圏34和外圏36上同時(shí)都設(shè)置了環(huán)形布置的 通孔。外邊沿的通孔與加強(qiáng)元件的通孔26相對(duì)應(yīng)。上述安裝凸緣30 上的緊固螺栓33穿過(guò)加強(qiáng)元件10，并穿過(guò)螺距軸承32的外圏36。加 強(qiáng)元件10和螺距軸承32利用緊固螺栓上的螺母31實(shí)現(xiàn)固定。螺距軸 承32的內(nèi)圏34上也設(shè)置有環(huán)形布置的通孔。內(nèi)圏34的內(nèi)側(cè)具有輪齒 35，借助于螺距驅(qū)動(dòng)件，內(nèi)圏34利用這些輪齒實(shí)現(xiàn)相對(duì)于外圏36的 轉(zhuǎn)動(dòng)，因而可對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)角位置進(jìn)行調(diào)整。在此情況下，特別是 加強(qiáng)元件10及其循環(huán)環(huán)體12被制成它們不與內(nèi)圏相接觸。圖3表示了加強(qiáng)元件10可起到承載元件的作用，其中的承載元件 是為了承載螺距系統(tǒng)的各個(gè)部件38、 42。螺距系統(tǒng)的螺距驅(qū)動(dòng)件38 被固定到連接凸部20上，并穿過(guò)加強(qiáng)元件IO，從而其與螺距軸承32 內(nèi)圏的輪齒35中的小齒輪47相嚙合。圖3中僅示意性地表示出了配 電柜42，其例如是為電源、控制件、變換器、以及蓄電池設(shè)置的。螺 距驅(qū)動(dòng)件以及配電柜42被預(yù)先安裝到加強(qiáng)元件10上，并能獨(dú)立于轉(zhuǎn) 子轂心殼體地接受測(cè)試。在圖3中還表示出了第二加強(qiáng)元件44。加強(qiáng)元件44利用其通孔 46與螺距軸承內(nèi)圏上的通孔實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)。加強(qiáng)元件44旋緊在螺距軸承 與轉(zhuǎn)子葉片的葉片根部(圖中未示出)之間。根據(jù)本發(fā)明的加強(qiáng)元件IO具有諸多優(yōu)點(diǎn)。例如，顯著降低了制造 轉(zhuǎn)子轂心殼體28時(shí)對(duì)鑄造過(guò)程的技術(shù)要求，其中的原因在于加強(qiáng)元件 10和轉(zhuǎn)子轂心殼體28是相互分開(kāi)地鑄造而成的。利用這一特征，可 降低制造成本，并提高鑄造質(zhì)量。通過(guò)將螺距系統(tǒng)的部件安裝到加強(qiáng) 元件10上，避免了設(shè)置另外的承載結(jié)構(gòu)，而迄今為止為了安裝這些部 件必須要設(shè)置這樣的結(jié)構(gòu)。在安裝加強(qiáng)元件10的情況下，由于螺距系統(tǒng)的部件也是直接進(jìn)行安裝的，所以甚至安裝操作本身也簡(jiǎn)化了。轉(zhuǎn)子側(cè)的加強(qiáng)元件44被制成這樣與轉(zhuǎn)子葉片的根部(圖中未示 出)一起，其所具備的剛性大致上等于轉(zhuǎn)子轂心殼體28的剛性和位于 轉(zhuǎn)子轂心殼體一側(cè)的加強(qiáng)元件10的剛性，利用這一特征，在內(nèi)圏和外 圏的結(jié)合部獲得了類似的剛性狀況。利用各加強(qiáng)元件的這樣的共同配 合，可最小化作用在螺距軸承32上的載荷，從而延長(zhǎng)其工作壽命。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)能裝置，其具有轉(zhuǎn)子轂心殼體(28)，該殼體可通過(guò)連接裝置與至少一個(gè)螺距軸承(32)相連接，該風(fēng)能裝置具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片，轉(zhuǎn)子葉片的葉片根部被連接到螺距軸承上，其特征在于設(shè)置了加強(qiáng)元件(10)，其被固定在螺距軸承(32)與轉(zhuǎn)子轂心殼體(28)之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)能裝置，其特征在于加強(qiáng)元件(IO) 具有環(huán)形布置的通孔(26)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)能裝置，其特征在于為了將加 強(qiáng)元件(10)與螺距軸承(32)連接到轉(zhuǎn)子轂心殼體(28)上，設(shè)置 了相同的連接裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)所述的風(fēng)能裝置，其特征在于 設(shè)置了作為連接裝置的螺釘(33)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4任意一項(xiàng)所述的風(fēng)能裝置，其特征在于 加強(qiáng)元件(10)承栽螺距系統(tǒng)的部件(38、 40、 42、 43)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l到5任意一項(xiàng)所述的風(fēng)能裝置，其特征在于 加強(qiáng)元件(10)具有環(huán)形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到5任意一項(xiàng)所述的風(fēng)能裝置，其特征在于 加強(qiáng)元件具有板體、盤或桶體的形式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)能裝置，其特征在于加強(qiáng)元件(IO) 具有一個(gè)或數(shù)個(gè)開(kāi)口 (16)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)能裝置，其特征在于 一個(gè)或數(shù)個(gè)開(kāi) 口 (16)實(shí)現(xiàn)為檢修孔。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1到9任意一項(xiàng)所述的風(fēng)能裝置，其特征在于 加強(qiáng)元件是用金屬制成的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l到IO任意一項(xiàng)所述的風(fēng)能裝置，其特征在于 轉(zhuǎn)子轂心殼體(28)和加強(qiáng)元件(10)的結(jié)合部與在其葉片根部區(qū)域固定到螺距軸承上的轉(zhuǎn)子葉片具有大致相同的剛度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的風(fēng)能裝置，其特征在于在螺距軸承 (32)的轉(zhuǎn)子葉片側(cè)，在轉(zhuǎn)子葉片上設(shè)置了另外的加強(qiáng)元件(44)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的風(fēng)能裝置，其特征在于螺距軸承(32 ) 同時(shí)各自被連接到位于其轉(zhuǎn)子葉片側(cè)的凸緣和位于其轉(zhuǎn)子轂心側(cè)的凸 緣上，兩凸緣具有大致相同的剛性。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l到13任意一項(xiàng)所述的風(fēng)能裝置，其特征在于 加強(qiáng)元件具有用于將連接裝置安裝到螺距軸承(32)與風(fēng)能裝置的轉(zhuǎn) 子葉片之間的開(kāi)口 (18)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種風(fēng)能裝置，其帶有轉(zhuǎn)子轂心殼體，該殼體可通過(guò)連接裝置與至少一個(gè)螺距軸承相連接，該風(fēng)能裝置具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片，轉(zhuǎn)子葉片的葉片根部被連接到螺距軸承上，其中，設(shè)置了加強(qiáng)元件，其被固定在螺距軸承與轉(zhuǎn)子轂心殼體之間。
文檔編號(hào)F03D1/06GK101245762SQ20071019975
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者烏爾夫·格普費(fèi)特, 卡斯滕·科普, 延斯·基希納 申請(qǐng)人:諾德克斯能源有限公司