[发明专利]用于风轮机的齿轮单元

说明书

技术领域

本发明涉及用于风轮机的齿轮单元。

更具体而言，本发明涉及用于风轮机的齿轮单元，该齿轮单元具 有连接到风轮机转子叶片的输入轴和用于连接到发电机的输出轴。

背景技术

根据现有技术的状态，这种齿轮单元已经是公知的。因此，齿轮 单元通常包含一个或多个行星级，其中第一行星级的行星架履行输入 轴的责任且输出轴通常是最后行星齿轮级的太阳轮安装所在的轴。

以此方式，转子叶片的缓慢旋转转换成足够快速的旋转，以使发 电机适当地发挥作用。

然而，例如，所有已知齿轮单元的实际问题是如何控制所谓的转 子叶片节距。此节距是相对于转子叶片旋转所在的平面沿着转子叶片 的纵向轴线给予转子叶片的旋转量。

依靠风速，该节距必须是差不多的，以获得转子叶片的可接受的 旋转速度。通常，转子叶片的节距能够通过电动机或液压执行器来设 定。

为了允许转子叶片的节距被控制和设定，需要将电力和信号电缆 穿过齿轮单元以及甚至可能穿过液压管，例如，在通过液压执行器驱 动叶片的情形中。

因此，问题是动力和/或液压驱动通常从风轮机壳体上的静态点被 供给，而当风轮机起作用时转子叶片是旋转的。

已知的是，通常使用一些类型的旋转能量连接。

例如，为了将电流从固定导体传输进入旋转导体，通常使用具有 滑环组件形式的旋转能量连接，也称为集电环组件或旋转电接触组件。

典型地，它包括在旋转金属环的外径上进行摩擦的固定石墨或金 属触点(电刷)。随着金属环的转动，电流或信号通过固定电刷被传导 到金属环以产生连接。

存在类似的旋转能量连接器，以将液压动力从静止壳体传递到旋 转部件，例如从风轮机的壳体传递到其转子毂。

这种系统的困难在于，电缆线路和管线的一侧位于转子叶片上， 另一侧位于风轮机壳体上，由此转子叶片和风轮机壳体仅在现场的最 后组装期间才集合到一起。

所以，不可避免的是，在风轮机现场的最后组装期间，必须至少 部分地安装电缆线路和管线，而这是不实用的。

因此，需要非常小心以避免电缆线路和管与风轮机齿轮单元的旋 转部件相接触。

另一问题是，电缆线路所必须穿过的区域必须受到严格润滑并且 位于固定基底上，这是由于其自身性质决定的。

在一些已知的风轮机设计中，能量管用于此目的，能量管是一种 中空管，电缆线路和管线将要安装在其中。

通常，此能量管穿过齿轮单元的中心，且通常还穿过发电机的中 心。

通常，能量管刚性连接到转子毂，并且从静止支架到旋转毂的电 力和/或液压动力的实际传递由旋转能量连接器来实现。在能量管的发 电机侧，该旋转能量连接器安装在风轮机的旋转能量毂和壳体之间。

相对于能量管来说，电缆线路和管线是静止的。不过，通常通过 能量管的旋转动作以及由于电缆和管在能量管内表面上的不利固定而 损坏这些电缆和管。

使用能量管的实际问题是，齿轮单元通常由该技术领域的专业人 员来制造，而完整风轮机的最终组装是风轮机制造商的职责。

所以，需要在制造商之间具体适当协调。通常，在工厂中的齿轮 单元的组装期间是由齿轮单元制造商将能量管直接安装在齿轮单元 中。

因此，能量管同时提供用于齿轮单元的密封件，例如在仓库中的 存储期间和在齿轮单元从工厂运输到现场期间，以及齿轮单元在现场 安装之后。

密封件避免油从齿轮单元中泄漏出或避免污垢从外界进入齿轮单 元内。

利用此解决方案，能量管实际上履行了两项任务，一方面它提供 了用于穿过电缆等的壳体，该壳体能够经受由旋转能量连接器施加的 一定的载荷、力以及转矩，且另一方面，它提供了用于齿轮单元的密 封。

明显的是，在这种情形中，在齿轮单元制造商和风轮机制造商之 间没有清晰地限定关于能量管的技术故障的责任。

实际上，例如当由于通过能量管的泄漏而使齿轮单元没有正确密 封时，原因可能是由齿轮单元制造商负责的劣质组装，以及例如当能 量管被正确安装时，原因可能是由风轮机制造商造成的过载的应用。

这些具有旋转能量管的已知齿轮单元的另一缺点是，旋转能量连 接器消耗大量空间，这阻碍了风轮机的更集成设计的发展。

发明内容