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WO2009100720A2 - Vorrichtung zur drehmomentbegrenzung in einem triebstrang - Google Patents

Vorrichtung zur drehmomentbegrenzung in einem triebstrang Download PDF

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WO2009100720A2
WO2009100720A2 PCT/DE2009/000209 DE2009000209W WO2009100720A2 WO 2009100720 A2 WO2009100720 A2 WO 2009100720A2 DE 2009000209 W DE2009000209 W DE 2009000209W WO 2009100720 A2 WO2009100720 A2 WO 2009100720A2
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WO
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rotor
generator
torque
wind turbine
connection
Prior art date
Application number
PCT/DE2009/000209
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English (en)
French (fr)
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WO2009100720A3 (de
Inventor
Andre Marcic
Original Assignee
Innovative Windpower Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Innovative Windpower Ag filed Critical Innovative Windpower Ag
Priority to DE112009000872T priority Critical patent/DE112009000872A5/de
Publication of WO2009100720A2 publication Critical patent/WO2009100720A2/de
Publication of WO2009100720A3 publication Critical patent/WO2009100720A3/de

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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a bearing device for supporting at least one rotor in a generator of a wind power plant, wherein the wind turbine has at least one rotor with at least one rotor blade and a drive train comprising the generator and a transmission, wherein the generator has at least one stator.
  • the transmission has a driven shaft and at least one rotor is driven by the output shaft of the transmission and the output shaft of the transmission forms a connection with the rotor, the rotor inducing a voltage in the generator during rotation.
  • wind turbine is synonymous
  • a major reason for the occurrence of increased wear on generators is their application to speeds or torques that exceed the permissible speed or torque. Such overloads or, for example, the introduction of contaminants into the radial bearing (s) of a generator lead to an accelerated wear of these components and entail time-consuming and cost-intensive maintenance measures. Also mechanical loads of the rotor blades can act on the generator through the drive train.
  • a drive machine dib in this context is generally designed as a rotor of the wind turbine with a connected hollow shaft of larger diameter, is friction-frictionally connected to a drive disk via two friction disks.
  • the Antriebsscheü!> E is in turn connected to the drive shaft of a working machine, usually a generator.
  • Characteristic of the disclosed device are provided expansion bolts that absorb any tilting moments of the drive shaft and thus allow the storage of the drive shaft of the machine with only a radial bearing.
  • WO 2007/111425 A1 discloses a wind turbine in which the main shaft of the wind power rotor is directly connected to the rotor of the generator. Inhomogeneous loads on the rotor blades are transferred directly into a delocalization of the generator rotor. This leads to the fact that the gap between the generator rotor and generator stator has to be larger. This can lead to worse results in the energy yield.
  • US 5 140 856 A discloses a compensating device for slow-rotating devices such as wind power rotors.
  • DE 103 05 244 A1 discloses an overload clutch for working machines, in particular for generator rotors of wind turbines.
  • US 3 998 563 A also discloses overload clutches for shafts.
  • the object of the present invention is to improve the state of the art.
  • a storage device for supporting at least one rotor in a generator of a wind turbine, wherein the wind turbine has at least one (wind turbine) rotor with at least one rotor blade and a drive train comprising the generator and a gear, the generator we at least one stator, wherein the transmission has a driven shaft and at least one rotor is driven by the output shaft of the transmission and the output shaft of the transmission forms a connection with the rotor, wherein in particular the rotor induces a voltage during rotation in the generator, wherein the bearing device comprises the driven shaft, the rotor and the connection and the connection is made torque-limited and that the bearing of the rotor with respect to the stator takes place through the connection and / or on the driven shaft.
  • the alternator rotor diameter and thus the moments on the generator rotor can advantageously be minimized since the transmission increases the rotational speeds of the wind turbine rotor on the output side.
  • the transmission may be designed so that the output shaft comprises a speed of between 100 rpm to 1200 rpm and most preferably 200 rpm to 400 rpm.
  • the proposed device can be used in particular for midsize generators.
  • Such generators are usually between ring generators and standard generators for geared systems.
  • the transmission can be designed as a planetary gear with at least one ring gear, at least one planet and at least one sun gear. As a result, compact transmission arrangements can be realized.
  • the sun gear can form the aborting shaft.
  • the planet In order to minimize the deflection of the generator rotor, the planet can be flexibly supported, in particular by means of FlexPin. If several planets are used in one embodiment, all or a limited number of planets can be stored by means of FlexPin. Such flexible bearings convert Kippanteile in translation shares, whereby the mechanical stress of the transmission but also the mechanical and electrical loads of the generator can be minimized.
  • the object is achieved by a device for supporting at least one rotor in a generator of a wind turbine, wherein the wind turbine has at least one rotor with at least one rotor blade, wherein the generator has at least one stator, wherein at least one Rotor is driven by a driven shaft of a drive train, the device comprising the drive shaft of the drive train and a connection between the driven shaft and at least one rotor and wherein the included compound is designed torque limiting and the storage of at least one rotor with respect to at least one stator through the Device or the included connection takes place.
  • the generator of the wind turbine can be realized in any design and include both one or more stators and one or more runners.
  • the concept of the drive train can cover both the entire mechanical power transmission from the rotor of the wind turbine to the generator as well as only individual components of this power transmission chain.
  • the mechanical power transmission can be executed gearless, with one, with several and in particular with coupled transmissions.
  • the term "drifting shaft of a drive train" indicates the part of the drive train which transmits mechanical power to the generator, which may be a conventional shaft, a gear connection or any other type of connection act mechanical power transmission.
  • the device according to the invention connects the drive train directly to at least one rotor of the generator, wherein the concept of the rotor may comprise both only the electromagnetically active part of the rotor and the combination of a corresponding carrier with the electromagnetically active part and any connection parts to the device according to the invention ,
  • the device is designed such that the connection between the driven shaft and the rotor of the generator acts torque-limited, so that torques exceeding a limit torque are limited by the device such that at most only the nominal torque of the driven shaft the runner is transferred.
  • the rotor is supported by the device within the generator with respect to at least one stator, wherein, in addition, any further mounting of the rotor is dispensed with, in particular bearings arranged arbitrarily in and / or on the generator.
  • the terminology of the bearing or the storage in this context represents any means that for a rotatably executed Localization of a rotor can be found within a generator application, in particular ball bearings, roller bearings, needle roller bearings and plain bearings, which may be particularly pronounced as radial bearings.
  • connection between at least one rotor and the driveable shaft of the drive train may be such that the connection is substantially non-rotatable as long as the torque prevailing at the driven shaft does not exceed a limit torque.
  • the applied torque is transmitted substantially to the connected rotor of the generator. If the torque applied to the driven shaft exceeds the limit torque, the torque transmitted to the connected rotors is reduced to the limit torque.
  • Such an embodiment of the device may prove to be advantageous, since increased wear of the generator is effectively avoided by overloading.
  • the limitation of the torque transmitted between the aborting shaft and a rotor can be achieved by reducing the transmitted speed.
  • the torque limitation can be achieved by reducing the speed by means of a friction clutch known per se. If the permissible limit torque is exceeded, a relative movement between the force-transmitting coupling parts sets in - the clutch "slips" and the transmitted torque drops.
  • connection between the driven shaft of the drive train and the rotor can be carried out by at least two torque-limiting connections arranged one behind the other on the driven shaft.
  • This embodiment may prove to be advantageous in that tilting moments acting on the rotor due to the multiple connection between see the runner and the driven shaft can cause substantially no change in position of the rotor with respect to the aborting shaft.
  • at least one of the compounds can be designed as a slip clutch. The relevant use of known slip clutches can represent a low-cost and technically simple realization of the embodiment.
  • connection between the device according to the invention and at least one rotor can be made substantially releasably fixed by means of a flange, wherein the object of the flange in particular comprises any form of at least partially form-fitting connections.
  • the design as a detachable connection facilitates maintenance and repair, since the driveline and the generator are easily separable from each other and thus a corresponding maintenance or renewal of the individual components can be done separately.
  • At least one rotor of the generator can be so pronounced that the rotor and at least one component of the device form a coherent unit.
  • a further embodiment of the device can be connected directly or indirectly to at least one transmission contained in the drive train via the aborting shaft included in the device.
  • the integration downstream of the transmission of the device according to the invention proves to be advantageous since the generator connected in such a torque-limited manner is effectively protected against transmission-related overloads, for example due to a defective blocking transmission.
  • the gearbox and the generator can form a single unit. This can be realized either to the effect that the components of the transmission and of the generator at least proportionately located in a common housing or that the housings of the generator and the transmission are detachably connected to each other.
  • the concept of housing In this context, this includes both a housing in the true sense and any type of carrier or mounting frame to which the components are directly or indirectly connected.
  • the device according to the invention can be at least partially integrated in such a gear and generator combination.
  • the device may be configured such that it is integrated into a combined housing in which at least one stator of the generator is connected directly to at least one component of the housing part associated with the transmission.
  • a further embodiment of the device may be configured such that the included driven shaft is connected to a transmission-free drive train. This variant may prove to be advantageous in that no overload caused by a transmission can act on the generator and / or the drive train.
  • a further variant can be realized in that the encompassing driven shaft and the rotor of the wind turbine are directly connected to each other.
  • the connecting element between the driven shaft and the rotor can even be omitted, so that the driven shaft and the rotor are formed as a coherent unit.
  • connection element between a driven shaft of a drive train and a rotor of a generator in a wind turbine is possible if the connecting element is designed such that it allows limiting the torque transmitted between the driven shaft and the rotor and at the same time the bearing of the rotor within the generator is used.
  • slip clutch may prove advantageous since such couplings to realizing properties of a torque-limiting storage cost-effective and can meet by a technically simple realization.
  • a powertrain may be used in particular for use in a wind turbine, the powertrain having a bearing device as previously described.
  • a wind turbine can be used in particular for use in a wind turbine park, wherein the wind turbine has a drive train, as described above.
  • the object may be achieved by a powertrain system, in particular for use in a wind turbine, the powertrain system comprising a device as previously described.
  • a wind turbine can be realized, in particular for use in a wind turbine park, wherein the wind turbine has a drive train system as described above.
  • a wind turbine park can be realized, which has a wind turbine as described above.
  • the object can be achieved by using a connection arrangement between a driven shaft of a drive train and a rotor of a generator in a wind turbine for simultaneously limiting the torque transmitted between the driven shaft and the rotor and for supporting the Runner within the generator, being the abortive Wave is at least partially located in the transmission.
  • gear and generator is at least partially merged.
  • the connecting element may be designed as a slip clutch.
  • FIG. 1 a shows a section through an arrangement of gearbox and generator connected to form a unit within the housing, within which device according to the invention is used,
  • FIG. 1 b shows a section through a further arrangement of the gearbox and generator connected via the housing to form a unit, within which a device according to the invention is used and the stator of the generator is connected directly to the gearbox housing,
  • FIG. 2 shows a section through a device according to the invention
  • Figure 3 shows a section through a device according to the invention having, gearless drive train of a wind turbine
  • FIG. 1 a a part of a drive train of a wind power plant is shown, which is constructed essentially symmetrically with respect to an axis of symmetry 101.
  • the illustrated part of the drive train comprises a gear 103 with a flange 105, which is connected by corresponding screw connections 119 with the flange 117 of a generator housing 107 to form a unit.
  • the driven shaft 113 of the transmission 103rd protrudes from the transmission 103 into the generator housing 107.
  • a connecting element 111 designed as a sliding clutch, by means of which the rotor 115 is mounted axially symmetrically within the stator 109, that is to say at the same distance from the stator 109 at the same circumference.
  • the connecting element 111 is designed in this regard such that the torque applied to the driven gear shaft 113 is transmitted substantially completely to the rotor 115, provided that the applied torque falls below a limit torque. If the torque applied to the shaft exceeds the limit torque, a relative movement between the shaft 113 and the rotor 115 sets in, so that the rotor 115 rotates at a lower speed with respect to the shaft 113 and thus a lower torque - the clutch 111 "slips" by.
  • FIG. 2 A possible embodiment of such a device according to the invention is shown in Figure 2, wherein for reasons of clarity, only the upper half of the symmetrical arrangement is shown.
  • the connecting element On the driven shaft 113 of the gearbox, the connecting element is fixed by means of a clamping set 201 substantially rotationally and non-displaceably.
  • a portion 213 On the thus fixed clamping set 201, a portion 213 is designed as a friction lining.
  • a correspondingly pronounced counterpart 203 is circumferentially frictionally on the friction lining 213.
  • 123 by means of a screw 205 is fastened substantially releasably fixed.
  • the frictional force acting between the two components 203 and 213 can be adjusted by means of corresponding adjusting screws 211 such that a relative movement between the two components 203 and 213 does not begin until a limit torque is applied to the shaft 113. Due to the relative movement occurring when the limit torque is exceeded, the speed transmitted to the rotor or rotor carrier 115, 123 is reduced and thus the torque is limited to the limit torque.
  • FIG. 53 Another embodiment is shown in FIG.
  • the construction essentially corresponds to the embodiment shown in FIG. 1a, the integration of the gear and generator components being significantly more pronounced.
  • the Generator 103 and the generator 107 via the corresponding flanges 105 and 117 connected by means of screw 119 to form a unit.
  • the integration of the components includes the direct mounting of the stator 121 on the back plate of the transmission 103, which also serves as the front end plate of the generator.
  • This structure allows the realization of gear-generator combinations with a very short overall length.
  • the stator remains at a disassembly of the generator housing 107 on the transmission, the separation of the generator and gearbox into separate units is thus repealed.
  • the rotor 123 of the generator is again connected by means of a connecting element 111 with the driven shaft 113 of the transmission 103, wherein the actual connection is again designed to limit the torque as a slip clutch.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention in a gearless drive train.
  • the rotor blades 301 directly connected to the hub 303 convert the energy of the attacking wind into a rotational movement.
  • This rotational movement is transmitted via the connection 105 according to the invention directly into the one of an outer rotor 311 and an inner stator 315 by means of the abutment shaft 303 connected to the hub 303, which is rotatably supported by corresponding bearings 305 relative to the main frame 309 of the wind turbine transmit existing generator.
  • connection 105 between the shaft 303 and the rotor 311 is embodied in this embodiment example as a torque-limiting slip clutch, which transmits the rotational movement of the shaft 303 below the limit torque directly to the external rotor 311 of the generator. Above the limit torque, the slip clutch 105 limits the torque transmitted to the external rotor 311 to the limit torque, so that overloading of the generator 311, 313 due to over torques or rotational speeds is precluded. Also in this embodiment, the bearing of the rotor 311 with respect to the stator 313 takes place exclusively by the connecting element 105 according to the invention on the driven shaft 303. Due to the complete absence of further, the generator shaft supporting rotary bearing wear susceptibility is reduced to a minimum.

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Abstract

Lagervorrichtung zur Lagerung wenigstens eines Läufers in einem Generator einer Windkraftanlage, wobei die Windkraftanlage wenigstens einen Rotor mit wenigstens einem Rotorblatt und einen den Generator und ein Getriebe umfassenden Triebstrang aufweist, wobei der Generator wenigstens einen Stator aufweist, wobei das Getriebe eine abtreibende Welle aufweist und wenigstens ein Läufer durch die abtreibende Welle des Getriebes angetrieben wird und die abtreibende Welle des Getriebes eine Verbindung mit dem Läufer ausbildet, wobei insbesondere der Läufer bei Rotation im Generator eine Spannung induziert, wobei die Lagervorrichtung die abtreibende Welle, den Läufer und die Verbindung aufweist und die Verbindung drehmomentbegrenzt ausgeführt ist und dass die Lagerung des Läufers bezüglich des Stators durch die Verbindung und/oder auf der abtreibenden Welle erfolgt.

Description

Vorrichtung zur Drehmomentbegrenzung in einem Triebstrang
[01] Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung zur Lagerung wenigstens eines Läufers in einem Generator einer Windkraftanlage, wobei die Windkraftanlage wenigstens einen Rotor mit wenigstens einem Rotorblatt und einen den Generator und ein Getriebe umfas- senden Triebstrang aufweist, wobei der Generator wenigstens einen Stator aufweist, wobei das Getriebe eine abtreibende Welle aufweist und wenigstens ein Läufer durch die abtreibende Welle des Getriebes angetrieben wird und die abtreibende Welle des Getriebes eine Verbindung mit dem Läufer ausbildet, wobei der Läufer bei Rotation im Generator eine Spannung induziert.
[02] Für moderne Windkraftanlagen (Windenergieanlage ist synonym) ist es vor allem aus Gründen der Wirtschaftlichkeit besonders wichtig, einen möglichst verschleißarmen und gleichzeitig servicefreundlichen Aufbau aufzuweisen. Dies gilt insbesondere für die Hauptbestandteile einer Windkraftanlage, wie beispielsweise Getriebe und Generator, da diese nur unter großem Arbeits- und Kostenaufwand instandgesetzt oder ausgetauscht wer- den können.
[03] Eine Hauptursache für das Auftreten eines erhöhten Verschleißes an Generatoren ist deren Beaufschlagung mit Drehzahlen bzw. Drehmomenten, die die zulässige Drehzahl bzw. das zulässige Drehmoment überschreiten. Derartige Überlasten oder beispielsweise auch der Eintrag von Verunreinigungen in das bzw. die Radiallager eines Generators füh- ren zu einer beschleunigten Abnutzung dieser Komponenten und ziehen zeit- und kostenintensive Instandhaltungsmaßnahmen nach sich. Auch können mechanische Belastungen der Rotorblätter durch den Antriebsstrang auf den Generator wirken.
[04] In DE 103 05 244 wird eine Überlastkupplung für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Windkraftanlagen, mit einer Antriebsscheibe beschrieben, wobei die Antriebsscheibe mit einer Antriebswelle der Arbeitsmaschine verbunden ist. Die Antriebsscheibe ist zan- genförmig umschlossen zwischen zwei Reibscheiben reibschlüssig geklemmt, wobei die Reibscheiben mit einer Antriebswelle der Antriebsmaschine verbunden sind.
[05] Das in DE 103 05 244 angeführte Ausführungsbeispiel beschreibt eine Anordnung, in der eine Antriebsmaschine, dib in diesem Zusammenhang im Regelfall als Rotor der Windkraftanlage mit angeschlossener Hohlwelle größeren Durchmessers ausgeführt ist, über zwei Reibscheiben reibschlüssig drehmomentbegrenzend mit einer Antriebsscheibe verbunden ist. Die Antriebsscheü!>e ist wiederrum mit der Antriebswelle einer Arbeitsmaschine, in der Regel einem Generator, verbunden.
[06] Kennzeichnend für die offenbarte Vorrichtung sind vorgesehene Dehnschrauben, die etwaige Kippmomente der Antriebswelle aufnehmen und so die Lagerung der Antriebswelle der Arbeitsmaschine mit nur einem Radiallager ermöglichen.
[07] In der WO 2007/111425 Al wird eine Windturbine offenbart, in der die Hauptwelle des Windkraftrotors direkt mit dem Rotor des Generators verbunden ist. Dabei werden inhomogene Belastungen auf die Rotorblätter direkt in eine Delokalisation des Generator- rotors überführt. Dies führt dazu, dass der Spalt zwischen Generatorrotor und Generatorstator größer dimensioniert werden muss. Dies kann zu schlechteren Ergebnissen bei der Energieausbeute führen.
[08] In der DE 94 03 850 Ul ist eine allgemeine Ausgestaltung einer getriebebehaftete Windkraftanlage offenbart.
[09] Die US 5 140 856 A offenbart eine Ausgleichsvorrichtung für langsam drehende Vorrichtungen wie Windkraftrotoren.
[10] Weiterhin offenbart die DE 103 05 244 Al eine Überlastkupplung für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Generatorläufer von Windkraftanlagen. [11] Die US 3 998 563 A offenbart ebenfalls Überlastkupplungen für Wellen.
[12] Die DE 199 19 040 C2 offenbart eine Synchronmaschine mit Schenkelpolläufer und eine Asynchronmaschine, beide für Windenergieanlagen.
[13] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbes- sern.
[14] Gelöst wird die Aufgabe durch eine Lagervorrichtung zur Lagerung wenigstens eines Läufers in einem Generator einer Windkraftanlage, wobei die Windkraftanlage wenigstens einen (Windkraftanlagen-) Rotor mit wenigstens einem Rotorblatt und einen den Generator und ein Getriebe umfassenden Triebstrang aufweist, wobei der Generator we- nigstens einen Stator aufweist, wobei das Getriebe eine abtreibende Welle aufweist und wenigstens ein Läufer durch die abtreibende Welle des Getriebes angetrieben wird und die abtreibende Welle des Getriebes eine Verbindung mit dem Läufer ausbildet, wobei insbesondere der Läufer bei Rotation im Generator eine Spannung induziert, wobei die Lagervorrichtung die abtreibende Welle, den Läufer und die Verbindung aufweist und die Ver- bindung drehmomentbegrenzt ausgeführt ist und dass die Lagerung des Läufers bezüglich des Stators durch die Verbindung und/oder auf der abtreibenden Welle erfolgt.
[15] Dadurch können vorteilhafter Weise der Generatorrotordurchmesser und somit die Momente auf den Generatorrotor minimiert werden, da das Getriebe die Drehzahlen des Windkraftanlagenrotors abtriebsseitig erhöht. Insbesondere kann das Getriebe so ausgelegt sein, dass die abtreibende Welle eine Drehzahl zwischen 100 U/min bis 1200 U/min und ganz besonders bevorzugt 200 U/min bis 400 U/min umfasst.
[16] Somit kann die vorgeschlagene Vorrichtung insbesondere für Midsize-Generatoren eingesetzt werden. Solche Generatoren liegen üblicher Weise zwischen Ringgeneratoren und Standardgeneratoren für getriebebehaftete Anlagen. [17] In einer weiteren Ausprägungsform der Lagervorrichtung kann das Getriebe als Planetengetriebe mit wenigstens einem Hohlrad, wenigstens einem Planeten und wenigstens einem Sonnenrad ausgestaltet sein. Dadurch können kompakte Getriebeanordnungen realisiert werden.
[18] Um ein kompaktes Getriebe- Generatorsystem ohne Zwischenelemente zu realisieren kann das Sonnenrad die abtreibende Welle ausbilden.
[19] Um die Auslenkung des Generatorrotors zu minimieren kann der Planet flexibel insbesondere mittels FlexPin gelagert sein. Werden in einer Ausgestaltung mehrere Planeten verwendet können alle oder eine begrenzte Anzahl von Planten mittels FlexPin gelagert werden. Solche flexiblen Lagerungen wandeln Kippanteile in Translationsanteile, wodurch die mechanische Belastung des Getriebes aber auch die mechanischen und elektrischen Belastungen des Generators minimierbar sind.
[20] Definitionen und Beschreibungen der Unteransprüche können des Weiteren den folgenden Aspekten entnommen werden.
[21] In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Lagerung wenigstens eines Läufers in einem Generator einer Windkraftanlage, wobei die Windkraftanlage wenigstens einen Rotor mit wenigstens einem Rotorblatt aufweist, wobei der Generator wenigstens einen Stator aufweist, wobei wenigstens ein Läufer durch eine abtreibende Welle eines Triebstranges angetrieben wird, wobei die Vorrichtung die abtreibende Welle des Triebstranges und eine Verbindung zwischen der abtreibenden Welle und wenigstens einem Läufer umfasst und wobei die umfasste Verbindung drehmomentbegrenzend ausgeführt ist und die Lagerung wenigstens eines Läufers bezüglich wenigstens eines Stators durch die Vorrichtung oder die umfasste Verbindung erfolgt.
[22] In dieser Schrift kann durch den Begriff „wenigstens" sowohl das singuläre als auch das multiple Vorhandensein eines Merkmals indiziert sein. [23] Der Generator der Windkraftanlage kann in einer beliebigen Bauform realisiert sein und sowohl einen oder mehrere Statoren als auch einen oder mehrere Läufer umfassen.
[24] Der Begriff des Triebstranges kann sowohl die gesamte mechanische Kraftübertragung vom Rotor der Windkraftanlage bis hin zum Generator als auch nur einzelne Bestand- teile dieser Kraftübertragungskette umfassen. Die mechanische Kraftübertragung kann getriebefrei, mit einem, mit mehreren und insbesondere mit gekoppelten Getrieben ausgeführt sein. Der Begriff der „abtreibenden Welle eines Triebstranges" indiziert in diesem Zusammenhang den Teil des Triebstranges, durch welchen die mechanische Kraftübertragung in den Generator erfolgt. Hierbei kann es sich sowohl um eine Welle im herkömmlichen Sin- ne, eine Zahnradverbindung als auch jegliche andere Verbindungsart zur mechanischen Kraftübertragung handeln.
[25] Die erfindungsgemäße Vorrichtung verbindet den Triebstrang direkt mit wenigstens einem Läufer des Generators, wobei der Begriff des Läufers sowohl nur den elektromagnetisch wirksamen Teil des Läufers als auch die Kombination eines entsprechenden Trägers mit dem elektromagnetisch wirksamen Teil und etwaige Verbindungsteile zur erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen kann.
[26] Die Vorrichtung ist derart ausgestaltet, dass die Verbindung zwischen der abtreibenden Welle und dem Läufer des Generators drehmomentbegrenzt wirkt, so dass Drehmomente, welche ein Grenzmoment überschreiten, derart durch die Vorrichtung begrenzt werden, dass maximal nur das Nenndrehmoment von der abtreibenden Welle auf den Läufer übertragen wird.
[27] Damit einhergehend wird der Läufer durch die Vorrichtung innerhalb des Generators bezüglich wenigstens eines Stators gelagert, wobei darüber hinausgehend auf jegliche weitere Lagerung des Läufers verzichtet wird, insbesondere auf, im und/oder am Generator verortete, beliebig ausgefertigte Lager. Die Begrifflichkeit des Lagers bzw. der Lagerung repräsentiert in diesem Zusammenhang jegliche Mittel, die für eine drehbar ausgeführte Verortung eines Läufers innerhalb eines Generators Anwendung finden können, insbesondere Kugellager, Wälzlager, Nadellager und Gleitlager, welche insbesondere als Radiallager ausgeprägt sein können.
[28] In einer Realisierungsform der Vorrichtung kann die Verbindung zwischen wenigs- tens einem Läufer und der abtreibenden Welle des Triebstranges derart ausgeführt sein, dass die Verbindung im Wesentlichen drehfest ist, solange das an der abtreibenden Welle vorherrschende Drehmoment ein Grenzmoment nicht überschreitet. In diesem Fall wird das anliegende Drehmoment im Wesentlichen auf die verbundenen Läufer des Generators übertragen. Übersteigt das an der abtreibenden Welle anliegende Drehmoment das Grenz- moment, wird das auf die verbundenen Läufer übertragene Drehmoment auf das Grenzmoment reduziert. Eine derartige Ausprägung der Vorrichtung kann sich als vorteilhaft erweisen, da ein erhöhter Verschleiß des Generators durch Überlasten wirkungsvoll vermieden wird.
[29] In einer Ausprägung der Vorrichtung kann die Begrenzung des zwischen der abtrei- benden Welle und einem Läufer übertragenen Drehmomentes dadurch erfolgen, dass die übertragene Drehzahl reduziert wird.
[30] In einer weiteren Variante der Vorrichtung kann die Drehmomentbegrenzung durch Drehzahlreduktion mittels einer an sich bekannten Rutschkupplung erfolgen. Wird das zulässige Grenzdrehmoment überschritten, setzt zwischen den kraftübertragenden Kupp- lungsteilen eine Relativbewegung ein - die Kupplung „rutscht" durch und das übertragene Drehmoment sinkt ab.
[31] In einer weiteren Ausprägung der Vorrichtung kann die Verbindung zwischen der abtreibenden Welle des Triebstranges und dem Läufer durch wenigstens zwei auf der abtreibenden Welle hintereinander angeordneten, drehmomentbegrenzenden Verbindungen ausgeführt sein. Diese Ausführungsform kann sich dahingehend als vorteilhaft erweisen, dass auf den Läufer wirkende Kippmomente auf Grund der multiplen Verbindung zwi- sehen dem Läufer und der abtreibenden Welle im Wesentlichen keine Lageänderung des Läufers bezüglich der abtreibenden Welle verursachen können. In einer diesbezüglich besonders bevorzugten Ausprägungsform kann wenigstens eine der Verbindungen als Rutschkupplung ausgeführt sein. Die diesbezügliche Verwendung von an sich bekannten Rutschkupplungen kann eine preisgünstige und technisch einfache Realisierung der Ausführungsform darstellen.
[32] In einer weiteren Ausführungsform kann die eigentliche Verbindung zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und wenigstens einem Läufer im Wesentlichen lösbar fest mittels eines Flansches erfolgen, wobei der Gegenstand des Flansches insbesondere jede Form von zumindest teilweise formschlüssigen Verbindungen umfasst. Die Ausführung als lösbare Verbindung erleichtert die Wartung und Instandsetzung, da der Triebstrang und der Generator einfach voneinander trennbar sind und somit eine entsprechende Wartung oder Erneuerung der einzelnen Komponenten getrennt voneinander erfolgen kann.
[33] In einer weiteren Ausprägungsvariante der Vorrichtung kann wenigstens ein Läufer des Generators derart ausgeprägt sein, dass der Läufer und wenigstens ein Bestandteil der Vorrichtung eine zusammenhängende Einheit bilden.
[34] Eine weitere Ausprägungsform der Vorrichtung kann über die in der Vorrichtung umfasste abtreibende Welle direkt oder indirekt mit wenigstens einem im Triebstrang enthaltenen Getriebe verbunden sein. Die dem Getriebe nachgelagerte Einbindung der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung erweist sich als vorteilig, da der derart drehmomentbegrenzt angebundene Generator vor getriebebedingten Überlasten, beispielsweise durch ein schadhaft blockierendes Getriebe, wirksam geschützt ist.
[35] Das Getriebe und der Generator können eine Einheit bilden. Dies kann entweder dahingehend realisiert sein, dass die Bestandteile des Getriebes und des Generators wenigs- tens anteilig in einem gemeinsamen Gehäuse verortet sind oder dass die Gehäuse des Generators und des Getriebes lösbar fest miteinander verbunden sind. Der Begriff des Gehäu- ses umfasst in diesem Kontext sowohl ein Gehäuse im eigentlichen Sinne als auch jegliche Arten von Träger- oder Montagerahmen, mit denen die Komponenten direkt oder indirekt verbunden sind.
[36] In einer Ausprägungsform der Vorrichtung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens anteilig in eine derartige Getriebe- und Generatorkombination integriert sein.
[37] In einer diesbezüglichen Variante kann die Vorrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie in ein kombiniertes Gehäuse integriert ist, in dem wenigstens ein Stator des Generators direkt mit wenigstens einem Bestandteil des zum Getriebe gehörigen Gehäuseteils verbunden ist.
[38] Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass die umfasste abtreibende Welle mit einem getriebefreien Triebstrang verbunden ist. Diese Variante kann sich dahingehend als vorteilhaft erweisen, dass keine durch ein Getriebe bedingten Überlasten auf den Generator und/ oder den Triebstrang wirken können.
[39] Eine weitere Variante kann dahingehend realisiert sein, dass die umfasste abtrei- bende Welle und der Rotor der Windkraftanlage direkt miteinander verbunden sind.
[40] In einer weiteren Ausprägungsform kann das verbindende Element zwischen der abtreibenden Welle und dem Rotor sogar entfallen, so dass die abtreibende Welle und der Rotor als zusammenhängende Einheit ausgeprägt sind.
[41] Die Verwendung eines Verbindungselementes zwischen einer abtreibenden Welle eines Triebstranges und einem Läufer eines Generators in einer Windkraftanlage ist möglich, wenn das Verbindungselement derart ausgestaltet ist, dass es eine Begrenzung des zwischen der abtreibenden Welle und dem Läufer übertragenen Drehmomentes ermöglicht und gleichzeitig der Lagerung des Läufers innerhalb des Generators dient. Die Verwendung einer Rutschkupplung kann sich als vorteilhaft erweisen, da derartige Kupplungen die zu realisierenden Eigenschaften einer drehmomentbegrenzenden Lagerung preisgünstig und durch eine technisch einfache Realisierung erfüllen können.
[42] In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann ein Antriebsstrang insbesondere zur Verwendung in einer Windkraftanlage eingesetzt werden, wobei der Antriebsstrang eine Lagervorrichtung wie sie zuvor beschrieben wurde aufweist.
[43] Weiterhin kann eine Windkraftanlage insbesondere zur Verwendung in einem Windkraftanlagenpark eingesetzt werden, wobei die Windkraftanlage einen Antriebsstrang aufweist, wie dieser zuvor beschrieben wurde.
[44] Auch kann ein Windkraftanlagenpark realisiert werden, welcher eine zuvor be- schriebene Windkraftanlage aufweist.
[45] In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Aufgabe gelöst werden durch ein Antriebsstrangsystem, insbesondere zur Verwendung in einer Windenergieanlage, wobei das Antriebsstrangsystem eine Vorrichtung wie sie zuvor beschrieben wurde aufweist.
[46] In einer weiteren Ausgestaltung kann eine Windenergieanlage realisiert werden, insbesondere zur Verwendung in einem Windenergieanlagenpark, wobei die Windenergieanlage ein Antriebsstrangsystem wie zuvor beschrieben aufweist.
[47] Weiterhin kann ein Windenergieanlagenpark realisiert werden, welcher eine Windenergieanlage wie sie zuvor beschrieben wurde aufweist.
[48] In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Aufgabe gelöst werden durch eine Verwendung einer Verbindungsanordnung zwischen einer abtreibenden Welle eines Triebstranges und einem Läufer eines Generators in einer Windkraftanlage zur gleichzeitigen Begrenzung des zwischen der abtreibenden Welle und dem Läufer übertragenen Drehmomentes und zur Lagerung des Läufers innerhalb des Generators, wobei die abtreibende Welle wenigstens teilweise im Getriebe verortet ist. Somit ist vorteilhafter Weise Getriebe und Generator zumindest teilweise zusammengeführt.
[49] In einem diesbezüglichen Aspekt der Erfindung kann das Verbindungselement als Rutschkupplung ausgeführt sein.
[50] Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Figuren erläutert. Dabei stellt
Figur Ia einen Schnitt durch eine über die Gehäuse zu einer Einheit verbundenen Anordnung aus Getriebe und Generator dar, innerhalb derer eine erfindungsgemäße Vorrichtung Verwendung findet,
Figur Ib einen Schnitt durch eine weitere, über die Gehäuse zu einer Einheit verbundenen Anordnung aus Getriebe und Generator dar, innerhalb derer eine erfindungsgemäße Vorrichtung Verwendung findet und der Stator des Generators direkt mit dem Getriebegehäuse verbunden ist,
Figur 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
Figur 3 einen Schnitt durch einen eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweisenden, getriebelosen Triebstrang einer Windkraftanlage
dar.
[51] In Figur Ia ist ein Teil eines Triebstranges einer Windkraftanlage abgebildet, der bezüglich einer Symmetrieachse 101 im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut ist. Der dar- gestellte Teil des Triebstranges umfasst ein Getriebe 103 mit einem Flansch 105, welches durch entsprechende Schraub Verbindungen 119 mit dem Flansch 117 eines Generatorgehäuses 107 zu einer Einheit verbunden ist. Die abtreibende Welle 113 des Getriebes 103 ragt aus dem Getriebe 103 in das Generatorgehäuse 107 hinein. Auf dieser Welle 113 ist ein als Rutschkupplung ausgeführtes Verbindungselement 111 montiert, mittels dessen der Läufer 115 innerhalb des Stators 109 achssymmetrisch, also mit umfänglich gleichem Abstand zum Stator 109, gelagert ist. Das Verbindungselement 111 ist diesbezüglich derart ausgestaltet, dass das an der abtreibenden Getriebewelle 113 anliegende Drehmoment im Wesentlichen vollständig auf den Läufer 115 übertragen wird, sofern das anliegende Drehmoment ein Grenzdrehmoment unterschreitet. Übersteigt das an der Welle anliegende Drehmoment das Grenzdrehmoment, setzt eine Relativbewegung zwischen der Welle 113 und dem Läufer 115 ein, so dass sich der Läufer 115 mit einer bezüglich der Welle 113 niedrigeren Drehzahl und somit einem niedrigeren Drehmoment dreht - die Kupplung 111 „rutscht" durch.
[52] Eine mögliche Ausführungsform einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Figur 2 gezeigt, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die obere Hälfte der symmetrischen Anordnung wiedergegeben ist. Auf der abtreibenden Welle 113 des Getrie- bes ist das Verbindungselement mittels eines Spannsatzes 201 im Wesentlichen dreh- und verschiebefest fixiert. Auf dem derart befestigten Spannsatz 201 ist ein Teilbereich 213 als Reibbelag ausgeführt. Ein entsprechend ausgeprägtes Gegenstück 203 liegt umfänglich reibschlüssig auf dem Reibbelag 213 auf. An dem Gegenstück 203 ist der Läufer bzw. der Läuferträger 115, 123 mittels einer Schraubverbindung 205 im Wesentlichen lösbar fest befestigt. Die zwischen den beiden Komponenten 203 und 213 wirkende Reibkraft kann durch entsprechende Stellschrauben 211 derart eingestellt werden, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Komponenten 203 und 213 erst ab einem an der Welle 113 anliegenden Grenzmoment einsetzt. Durch die bei Überschreitung des Grenzmomentes einsetzende Relativbewegung wird die auf den Läufer bzw. Läuferträger 115, 123 übertragene Drehzahl reduziert und somit das Drehmoment auf das Grenzdrehmoment begrenzt.
[53] Eine weitere Ausführungsform ist in Figur Ib dargestellt. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen dem in Figur Ia wiedergegebenen Ausprägungsbeispiel, wobei die Integration der Getriebe- und Generatorkomponenten deutlich ausgeprägter ist. Abermals sind der Generator 103 und der Generator 107 über die entsprechenden Flansche 105 und 117 mittels Schraubverbindungen 119 zu einer Einheit verbunden. Darüber hinaus umfasst die Integration der Komponenten die direkte Montage des Stators 121 auf der Rückplatte des Getriebes 103, welche gleichzeitig als vordere Abschlussplatte des Generators dient. Dieser Aufbau ermöglicht die Realisierung von Getriebe- Generatorkombinationen mit sehr kurzer Baulänge. Damit einhergehend verbleibt der Stator bei einer Demontage des Generatorgehäuses 107 am Getriebe, die Trennung von Generator und Getriebe in eigenständige Einheiten ist somit aufgehoben.
[54] Der Läufer 123 des Generators ist abermals mittels eines Verbindungselementes 111 mit der abtreibenden Welle 113 des Getriebes 103 verbunden, wobei die eigentliche Verbindung wiederum drehmomentbegrenzend als Rutschkupplung ausgeführt ist.
[55] Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem getriebelosen Triebstrang. Die mit der Nabe 303 direkt verbundenen Rotorblätter 301 wandeln die Energie des angreifenden Windes in eine Drehbewegung um. Diese Drehbewe- gung wird mittels der mit der Nabe 303 zu einer Einheit verbundenen abtreibenden Welle 303, welche durch entsprechende Lager 305 gegenüber dem Hauptrahmen 309 der Windkraftanlage drehbar gelagert ist, über die erfindungsgemäße Verbindung 105 direkt in den aus einem Außenläufer 311 und einem Innenstator 315 bestehenden Generator übertragen. Die Verbindung 105 zwischen der Welle 303 und dem Läufer 311 ist in diesem Ausprä- gungsbeispiel als drehmomentbegrenzende Rutschkupplung ausgeführt, die die Drehbewegung der Welle 303 unterhalb des Grenzmomentes direkt auf den Außenläufer 311 des Generators übertragt. Oberhalb des Grenzmomentes begrenzt die Rutschkupplung 105 das auf den Außenläufer 311 übertragene Moment auf das Grenzmoment, so dass eine Überlastung des Generators 311,313 durch Überdrehmomente bzw. -drehzahlen ausgeschlossen ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Lagerung des Läufers 311 bezüglich des Stators 313 ausschließlich durch das erfindungsgemäße Verbindungselement 105 auf der abtreibenden Welle 303. Durch das gänzliche Fehlen weiterer, die Generatorwelle stützender Drehlager ist die Verschleißanfälligkeit auf ein Minimum reduziert.

Claims

Patentansprüche:
1. Lagervoπichtung zur Lagerung wenigstens eines Läufers in einem Generator einer Windkraftanlage, wobei die Windkraftanlage wenigstens einen Rotor mit wenigstens einem Rotorblatt und einen den Generator und ein Getriebe umfassenden Triebstrang aufweist, wobei der Generator wenigstens einen Stator aufweist, wobei das Getriebe eine abtreibende Welle aufweist und wenigstens ein Läufer durch die abtreibende Welle des Getriebes angetrieben wird und die abtreibende Welle des Getriebes eine Verbindung mit dem Läufer ausbildet, wobei insbesondere der Läufer bei Rotation im Generator eine Spannung induziert, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervorrichtung die abtreibende Welle, den Läufer und die Verbindung aufweist und die Verbindung drehmomentbegrenzt ausgeführt ist und dass die Lagerung des Läufers bezüglich des Stators durch die Verbindung und/oder auf der abtreibenden Welle erfolgt.
2. Lagervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Getriebe als Planetengetriebe mit wenigstens einem Hohlrad, wenigstens einem Planeten und wenigstens einem Sonnenrad ausgestaltet ist.
3. Lagervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Sonnenrad die abtreibende Welle ausbildet.
4. Lagervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Planet flexibel insbesondere mittels FlexPin gelagert ist.
5. Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung zwischen dem Läufer und der abtreibenden Welle des Getriebes
- im Wesentlichen drehfest ausgeführt ist, sofern ein an der abtreibenden Welle vorherrschendes Drehmoment geringer als ein Grenzmoment ist und - ein übertragenes Drehmoment auf ein Moment reduziert ist, welches den Wert des Grenzmomentes nicht überschreitet, sofern ein an der abtreibenden Welle vorherrschende Drehmoment größer ist, als das Grenzmoment.
6. Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Begren- zung des übertragenen Drehmomentes im Wesentlichen durch eine Reduktion einer übertragenen Drehzahl erfolgt.
7. Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die drehmomentbegrenzte Verbindung mittels einer Rutschkupplung ausgeführt ist.
8. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verbindung zwi- sehen der abtreibenden Welle des Getriebes und dem Läufer durch zwei oder mehr auf der abtreibenden Welle hintereinander angeordneten, drehmomentbegrenzten Verbindungen ausgeführt ist.
9. Lagervorrichtung nach Anspruch 8, wobei wenigstens eine der drehmomentbegrenzten Verbindungen als Rutschkupplung ausgeführt ist.
10. Lagervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Verbindung im Wesentlichen lösbar fest durch Anflanschen ausgeführt ist.
11. Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Läufer und wenigstens ein Bestandteil der Lagervorrichtung oder die Verbindung eine Einheit ausbilden.
12. Lagervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Lagervorrichtung in ein zu einer Einheit zusammengefasstes Generator- und Getriebegehäuse oder lösbar fest verbundenes Generator- und Getriebegehäuse wenigstens anteilig integriert ist.
13. Lagervorrichtung nach Anspruch 11, wobei wenigstens ein Stator des Generators direkt mit wenigstens einem Bestandteil des zum Getriebe gehörigen Gehäuseteils verbunden ist.
14. Antriebsstrang insbesondere zur Verwendung in einer Windkraftanlage, wobei der Antriebsstrang eine Lagervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
15. Windkraftanlage insbesondere zur Verwendung in einem Windkraftanlagenpark, wobei die Windkraftanlage einen Antriebsstrang nach Anspruch 14 aufweist.
16. Windkraftanlagenpark, welcher eine Windkraftanlage nach Anspruch 15 aufweist.
17. Vorrichtung zur Lagerung wenigstens eines Läufers in einem Generator einer Windkraftanlage, wobei die Windkraftanlage wenigstens einen Rotor mit wenigstens einem Rotorblatt aufweist, wobei der Generator wenigstens einen Stator aufweist, wobei wenigstens ein Läufer durch eine abtreibende Welle eines Triebstranges angetrieben wird, wobei die Vorrichtung die abtreibende Welle des Triebstran- ges und eine Verbindung zwischen der abtreibenden Welle und wenigstens einem
Läufer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die umfasste Verbindung drehmomentbegrenzend ausgeführt ist und dass die Lagerung wenigstens eines Läufers bezüglich wenigstens eines Stators durch die Vorrichtung oder die umfasste Verbindung erfolgt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die umfasste Verbindung zwischen wenigstens einem Läufer und der abtreibenden Welle des Triebstranges
- im Wesentlichen drehfest ausgeführt ist, sofern das an der abtreibenden Welle vorherrschende Drehmoment geringer als ein Grenzmoment ist und - das übertragene Drehmoment auf ein Moment reduziert, welches den Wert des Grenzmomentes nicht überschreitet, sofern das an der abtreibenden Welle vorherrschende Drehmoment größer ist, als das Grenzmoment.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Be- grenzung des übertragenen Drehmomentes im Wesentlichen durch eine Reduktion der übertragenen Drehzahl erfolgt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die drehmomentbegrenzende Verbindung mittels einer Rutschkupplung ausgeführt ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der abtreibenden Welle des Triebstranges und wenigstens einem Läufer durch wenigstens zwei auf der abtreibenden Welle hintereinander angeordneten, drehmomentbegrenzenden Verbindungen ausgeführt ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verbindungen als Rutschkupplung ausgeführt ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die umfasste Verbindung im Wesentlichen lösbar fest durch Anflanschen ausgeführt ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer des Generators und wenigstens ein Bestandteil der Vorrichtung oder der umfassten Verbindung der Vorrichtung eine Einheit bilden.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die umfasste abtreibende Welle direkt oder indirekt mit wenigstens einem im Triebstrang enthaltenen Getriebe verbunden ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsge- mäße Vorrichtung in ein zu einer Einheit zusammengefasstes Generator- und Getriebegehäuse oder in lösbar fest verbundene Generator- und Getriebegehäuse wenigstens anteilig integriert ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stator des Generators direkt mit wenigstens einem Bestandteil des zum Getriebe gehörigen Gehäuseteils verbunden ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die umfasste abtreibende Welle mit einem getriebefreien Triebstrang verbunden ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasste abtreibende Welle und der Rotor der Wind- kraftanlage als zusammenhängende Einheit ausgeprägt sind.
30. Antriebsstrangsystem, insbesondere zur Verwendung in einer Windenergieanlage, wobei das Antriebsstrangsystem eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 29 aufweist.
31. Windenergieanlage, insbesondere zur Verwendung in einem Windenergieanlagen- park, wobei die Windenergieanlage ein Antriebsstrangsystem nach Anspruch 30 aufweist.
32. Windenergieanlagenpark, welcher eine Windenergieanlage nach Anspruch 31 aufweist.
33. Verwendung eines Verbindungselementes zwischen einer abtreibenden Welle eines Triebstranges und einem Läufer eines Generators in einer Windkraftanlage zur gleichzeitigen Begrenzung des zwischen der abtreibenden Welle und dem Läufer übertragenen Drehmomentes und zur Lagerung des Läufers innerhalb des Generators.
34. Verwendung eines Verbindungselementes nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement als Rutschkupplung ausgeführt ist.
35. Verwendung einer Verbindungsanordnung zwischen einer abtreibenden Welle eines Triebstranges und einem Läufer eines Generators in einer Windkraftanlage zur gleichzeitigen Begrenzung des zwischen der abtreibenden Welle und dem Läufer übertragenen Drehmomentes und zur Lagerung des Läufers innerhalb des Generators, wobei die abtreibende Welle wenigstens teilweise im Getriebe verortet ist.
36. Verwendung eines Verbindungsanordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement als Rutschkupplung ausgeführt ist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011056344A1 (en) 2009-11-03 2011-05-12 The Timken Company Modular assembly for an integrated flex pin drive with generator
KR101355244B1 (ko) 2010-01-07 2014-01-27 아메리칸 수퍼컨덕터 코포레이션 윈드 터빈을 위한 토크 제한 커플링
US8672797B2 (en) 2008-09-10 2014-03-18 The Timken Company Power train for wind turbine
CN111637171A (zh) * 2020-06-08 2020-09-08 西安航空制动科技有限公司 一种飞机用一体式电机离合器
CN112959867A (zh) * 2021-01-29 2021-06-15 黄河交通学院 一种汽车空调过压保护装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBO20100380A1 (it) * 2010-06-15 2011-12-16 Compomac S P A Calettatore
EP2674636A1 (de) * 2012-06-11 2013-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Welle-Nabeverbindung
JP6237273B2 (ja) 2014-01-30 2017-11-29 株式会社ジェイテクト 風力発電装置用継手部材及び風力発電装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1104458B (de) * 1959-07-02 1961-04-06 Karl Wolf Dipl Ing Leistungsregeleinrichtung fuer Windkraftanlagen
GB1467584A (en) * 1974-07-15 1977-03-16 Ringfeder Gmbh Clamping assembly
US5140856A (en) * 1990-12-03 1992-08-25 Dynamic Rotor Balancing, Inc. In situ balancing of wind turbines
DE9403850U1 (de) * 1994-03-08 1994-08-25 Röben, Ernst-Dieter, 59071 Hamm Drehzahlvariable Kopplung zwischen Rotor und Generator in einer Windkraftanlage zur Stromerzeugung
DE29609794U1 (de) * 1996-06-03 1996-08-22 aerodyn GmbH, 24768 Rendsburg Getriebe-Generator-Kombination
DE19919040C2 (de) * 1999-02-25 2002-06-20 Helmuth Beneke Synchronmaschine oder Asychronmaschine für große Windenergieanlagen
DE10305244B4 (de) 2003-02-08 2005-05-19 Renk Ag Überlastkupplung, insbesondere für Generatorläufer von Windkraftanlagen
DE20304327U1 (de) * 2003-03-17 2004-07-22 Centa-Antriebe Kirschey Gmbh Kupplung zur reibschlüssigen Drehverbindung von Maschinenteilen
KR100695012B1 (ko) * 2006-03-24 2007-03-14 유니슨 주식회사 풍력 발전기
ES2348818T3 (es) * 2006-05-22 2010-12-15 Vestas Wind Systems A/S Un sistema de engranajes para una turbina eã“lica.

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8672797B2 (en) 2008-09-10 2014-03-18 The Timken Company Power train for wind turbine
WO2011056344A1 (en) 2009-11-03 2011-05-12 The Timken Company Modular assembly for an integrated flex pin drive with generator
KR101355244B1 (ko) 2010-01-07 2014-01-27 아메리칸 수퍼컨덕터 코포레이션 윈드 터빈을 위한 토크 제한 커플링
CN111637171A (zh) * 2020-06-08 2020-09-08 西安航空制动科技有限公司 一种飞机用一体式电机离合器
CN112959867A (zh) * 2021-01-29 2021-06-15 黄河交通学院 一种汽车空调过压保护装置
CN112959867B (zh) * 2021-01-29 2022-12-23 黄河交通学院 一种汽车空调过压保护装置

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Publication number Publication date
DE112009000872A5 (de) 2011-01-20
DE102008009351A1 (de) 2009-08-20
WO2009100720A3 (de) 2010-04-29

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