Machine support for receiving a rotor/generator assembly of a gearless wind energy plant

Description of equivalent WO 2010091654 A2

0001Beschreibung:

0002„Mαschinenträger zur Aufnahme einer Rotor-/Generatorbaugruppe einer getriebelosen Windenergieanlage"

0003Die Erfindung betrifft einen Maschinenträger zur Aufnahme einer Rotor-/ Generatorbaugruppe einer getriebelosen Windenergieanlage, wobei der Maschinen- träger die Rotor-/Generatorbaugruppe mit dem Turm der Windenergieanlage verbindet, auf dem Turm drehbar gelagert ist und miteinander verbundene, zueinander im Winkel stehende Rohrabschnitte umfasst, von denen einer mit der Rotor-/Generatorbaugruppe und der andere mit dem Turm verbindbar ist.

0004Durch Benutzung ist ein solcher Maschinenträger bekannt, dessen Rohrabschnitte über der Rotor-/Generatorbaugruppe bzw. dem Turm abgewandte Endrandflächen miteinander verbunden sind. Dieser Maschinenträger unterliegt hohen statischen, vor allem aber auch dynamischen Belastungen. Dabei kommt es zu Verformungen der Rohrquerschnitte, insbesondere einer Ovalisierung des mit der Rotor-/ Generatorbaugruppe verbindbaren Rohrabschnitts. Nachteilig muss solchen Verformungen durch entsprechend hohen Materialeinsatz entgegengewirkt werden.

0005Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen Maschinenträger der ein- gangs erwähnten Art zu schaffen, der bei geringstmöglichem Materialeinsatz die Festigkeitsanforderungen für getriebelose Windenergieanlagen erfüllt.

0006Der diese Aufgabe lösende Maschinenträger nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der mit der RotorVGeneratorbaugruppe verbindbare Rohr- abschnitt über eine der RotorVGeneratorbaugruppe abgewandte Endrandfläche mit der Mantelfläche des anderen Rohrabschnitts verbunden ist und sich die Mantelfläche des anderen Rohrabschnitts in einen durch die Verbindung umgrenzten Bereich hinein erstreckt. Durch die erfindungsgemäße Verbindung zwischen den Rohrabschnitten ergibt sich eine deutliche Verbesserung der Stabilität des Maschinenträgers. Insbesondere verstärkt der durch die Verbindung umgrenzte Rohrwandbereich des mit dem Turm verbindbaren anderen Rohrabschnitts den mit der Rotor-/Generator- baugruppe verbindbaren Rohrabschnitt und verhindert die Ovalisierung seines Querschnitts.

0007Eine besonders hohe Stabilität wird erreicht, wenn entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Endrandfläche des mit der Rotor-/ Generatorbaugruppe verbindbaren Rohrabschnitts umlaufend mit der genannten Mantelfläche verbunden ist.

0008In der bevorzugten Ausführungsform weist der andere, mit dem Turm verbindbare Rohrabschnitt die Form eines sich nach oben verjüngenden Kegels auf. Durch diese Kegelform kann der Maschinenträger besonders hohe, zur Rotordrehachse senkrechte Kippmomente aufnehmen.

0009Die Mantelfläche bzw. Rohrwand des anderen Rohrabschnitts kann in dem durch die Verbindung umgrenzten Bereich vollständig durchgehend oder bis auf eine Öffnung durchgehend sein. Vorteilhaft bietet eine solche Öffnung Zugang zur Rotor-/Generatorbaugruppe.

0010Die Öffnung ist zweckmäßig von einem Versteifungsrahmen umgeben, so dass die mit der Öffnung verbundene Festigkeitsminderung des umgrenzten Mantel- flächen- bzw. Rohrwandbereichs kompensiert wird.

0011In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der andere, mit dem Turm verbindbare Rohrabschnitt an seiner Oberseite eine Deckelwand aufweisen, wobei sich diese Deckelwand unter Materialersparnis vorzugsweise schräg zur Vertikalen, z.B. in einem Winkel von 45°, erstreckt. Diese Deckelwand stabilisiert erheblich den mit dem Turm verbindbaren Rohrabschnitt. In der Deckelwand kann eine Öffnung gebildet sein, so dass durch den Maschinenträger hindurch Zugang zu weiteren im Turmkopf untergebrachten Einrichtungen besteht.

0012Die Deckelwand kann an ihrem oberen Rand an die Verbindung mit dem mit der Rotor-/Generatorbaugruppe verbindbaren Rohrabschnitt angrenzen. Der Mαschinenträger ist vorzugsweise in einem Stück gegossen. Möglich wäre aber auch eine aus mehreren Teilen zusammengesetzte Schweißkonstruktion.

0013Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der bei- liegenden, sich u.a. auf dieses Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

0014Fig. 1 einen Maschinenträger nach der Erfindung in einer perspektivischen

0015Ansicht schräg von vorn, Fig. 2 den Maschinenträger von Fig. 1 in geschnittener Seitenansicht,

0016Fig. 3 den Maschinenträger von Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht schräg von hinten, Fig. 4 den Maschinenträger von Fig. 1 in einer Schnittansicht gemäß

0017Schnittlinie C-C von Fig. 2, und Fig. 5 einen Maschinenträger nach dem Stand der Technik.

0018Es wird zunächst auf Fig. 5 Bezug genommen, aus der ein herkömmlicher Maschinenträger 1 hervorgeht. Der Maschinenträger 1 verbindet eine Rotor-/ Generatorbaugruppe 2 mit einem Turm 3 einer Windenergieanlage. Ein Rotor 4 der Rotor-/ Generatorbaugruppe 2 steht ohne Getriebe in direkter Antriebsverbindung mit einem Generator 5. Über den Generator 5 ist die Rotor-/Generator- baugruppe 2 mit dem Maschinenträger 1 verbunden. Der Maschinenträger 1 lässt sich auf dem Turm 3 um eine Achse 6 drehen.

0019Der Maschinenträger 1 umfasst zwei kegelförmige Rohrabschnitte 8 und 9. Über einander zugewandte Endrandflächen sind die Rohrabschnitte 8 und 9 bei 10 unter Bildung eines durchgehenden Rohrinnenraums miteinander verbunden.

0020Insbesondere dynamische, durch den Rotor 4 übertragene Kräfte belasten den Maschinenträger 1 , wobei sich eine besonders kritische Belastung bei 1 1 ergibt. Durch solche Belastungen verursachten Ovalisierungen des Rohrabschnitts 9 kann nur unzureichend durch eine bei 12 angedeutete, punktweise abstützende Versteifungsscheibe entgegengewirkt werden.

0021Ein in den Fig. 1 bis 4 gezeigter Maschinenträger 1 einer Windenergieanlage ist einstückig als Gussteil ausgebildet und weist einen kegelförmigen Rohrabschnitt 8 und einen etwa zylindrischen Rohrabschnitt 9 auf. Bei 10 ist der Rohrabschnitt 9 umlaufend über eine durch den Rohrwandquerschnitt gebildete Endrandfläche mit der äußeren Mantelfläche des Rohrabschnitts 8 verbunden. Durch die Verbindung 10 ist kein durchgehender Rohrinnenraum, wie bei dem Maschinenträger von Rg. 5, gebildet, sondern die Mantelfläche bzw. Rohrwand des Rohrabschnitts 8 erstreckt sich, abgesehen von einer Öffnung 13, durchgehend über den durch die umlaufende Verbindung 10 umgrenzten Bereich.

0022Am freien Ende weisen die Rohrabschnitte 8,9 jeweils einen Verbindungsflansch 14 bzw. 15 auf, wobei der Verbindungsflansch 14 der Verbindung mit dem Generator einer Rotor-/Generatorbaugruppe und der Verbindungsflansch 15 der Verbindung mit dem Turm der Windenergieanlage dient.

0023Wie insbesondere Fig. 1 und 2 erkennen lassen, umgibt die Öffnung 13 eine umlaufende Rahmenverstärkung 16.

0024Der Rohrabschnitt 8 ist oben durch eine Deckelwand 17 mit einer Öffnung 18 verschlossen. Die zur Drehachse geneigte Deckelwand 17 des Maschinenträgers steht zur Drehachse etwa im Winkel von 45°.

0025Von dem Rohrabschnitt 8 am unteren Rand radial vorstehende Halter 19 und 20 dienen der Aufnahme von insgesamt vier zum Drehantrieb des Maschinenträgers 1 vorgesehener Motor-/Getriebeeinheiten (nicht gezeigt).

0026An dem Maschinenträger 1 sind außenseitig mehrere Ösen 21 zur Anbringung von Montagehalterungen angebracht.

0027Der in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Maschinenträger 1 kann anders als der Maschinenträger von Fig. 5 die durch die Rotor-/Generatorbaugruppe übertragenen dynamischen Lasten ohne merkliche Verformungen auf den Turm übertragen. Diese verbesserte Lastabtragung ist darauf zurückzuführen, dass der Rohrabschnitt 9 mit seinem dem Flansch 14 abgewandten Endrand umlaufend mit der Mantelfläche des Rohrabschnitts 8 verbunden ist, wobei die Mantelfläche bzw. Rohrwand, bis auf die Öffnung 13, in dem von der Verbindung 10 umschlossenen Bereich durchgeht. Hierdurch wird insbesondere einer Ovalisierung des Rohrab- Schnitts 9 entgegengewirkt. Der Rohrabschnitt 9 ist kurz und ragt an der Unterseite nahe bis an den kegelförmigen Rohrabschnitt 8 heran. Auch dies trägt zur Verringerung von Verformungen des Maschinenträgers 1 unter Belastung bei. Der Maschinenträger 3 kann daher insgesamt materialsparend hergestellt werden.